JPH04105478A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH04105478A JPH04105478A JP2222530A JP22253090A JPH04105478A JP H04105478 A JPH04105478 A JP H04105478A JP 2222530 A JP2222530 A JP 2222530A JP 22253090 A JP22253090 A JP 22253090A JP H04105478 A JPH04105478 A JP H04105478A
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- Japan
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- circuit
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は長時間露光が可能な固体撮像装置に関する。
（従来の技術）
従来、固体撮像素子としてＣＣＤを用いた固体撮像装置
では、照度不足の被写体を撮像するために、前記ＣＣＤ
に対して長時間露光を行って、固体撮像装置を高感度化
することができる。
では、照度不足の被写体を撮像するために、前記ＣＣＤ
に対して長時間露光を行って、固体撮像装置を高感度化
することができる。
第２図は前記ＣＣＤの構成例である。フォトトランジス
タ等の光電変換部２１に蓄積された電荷は垂直転送部２
２に移送された後、更に水平転送部２３に転送される。
タ等の光電変換部２１に蓄積された電荷は垂直転送部２
２に移送された後、更に水平転送部２３に転送される。
こうして水平転送部２３に転送されてきた電荷は出力部
２４から画像信号となって外部に出力される。第３図（
Ｄ）は１フイールド毎に出力される垂直ドライブパルス
を示したもので、第３図（Ｅ）は光電変換部２１から垂
直転送部２２へ信号電荷を移送するためのフィールドシ
フトパルスを示したものである。また、第３図（Ｆ）は
出力部２４の出力信号のノイズをノイズ低減回路で低減
して得た画像信号である。
２４から画像信号となって外部に出力される。第３図（
Ｄ）は１フイールド毎に出力される垂直ドライブパルス
を示したもので、第３図（Ｅ）は光電変換部２１から垂
直転送部２２へ信号電荷を移送するためのフィールドシ
フトパルスを示したものである。また、第３図（Ｆ）は
出力部２４の出力信号のノイズをノイズ低減回路で低減
して得た画像信号である。
通常の露光を行った固体撮像装置では、第３図（Ｅ）で
示した如く、フィールドシフトパルスを１フイールド毎
に出力することにより、第３図（Ｆ）に示す如く前記Ｃ
ＣＤから１フイールド毎に出力信号を得ることができる
。但し、符号３１は垂直走査期間を示している。
示した如く、フィールドシフトパルスを１フイールド毎
に出力することにより、第３図（Ｆ）に示す如く前記Ｃ
ＣＤから１フイールド毎に出力信号を得ることができる
。但し、符号３１は垂直走査期間を示している。
これに対して、長時間露光を行った固体撮像装置では、
第３図（Ｂ）に示すように、数フィールドに１回の割合
でフィールドシフトパルスをＣＣＤに与えるなめ、期間
３２で示す間、ＣＣＤに対して長時間露光がなされ、こ
の時に得られた画像信号が第３図（Ｃ）に示す如（ＣＣ
Ｄから出力され、その出力期間は符号３３で示す如くな
る。従って画像信号がＣＣＤから出力されない期間３４
は、期間３３で得られた画像信号をメモリに記憶したも
ので補間する。従って長時間露光の高感度率Ｘは、 Ｘ＝期間３２／期間３１ となり、通常の固体撮像装置よりＸ倍の高感度とするこ
とができる。
第３図（Ｂ）に示すように、数フィールドに１回の割合
でフィールドシフトパルスをＣＣＤに与えるなめ、期間
３２で示す間、ＣＣＤに対して長時間露光がなされ、こ
の時に得られた画像信号が第３図（Ｃ）に示す如（ＣＣ
Ｄから出力され、その出力期間は符号３３で示す如くな
る。従って画像信号がＣＣＤから出力されない期間３４
は、期間３３で得られた画像信号をメモリに記憶したも
ので補間する。従って長時間露光の高感度率Ｘは、 Ｘ＝期間３２／期間３１ となり、通常の固体撮像装置よりＸ倍の高感度とするこ
とができる。
ところで、一般の撮像装置において、暗い被写体を撮像
する際に、レンズの絞りを調整しただけでは装置の感度
が足りず、品質の悪い映像信号しか得られない（或いは
全熱映像信号が得られない場合もある〉ため、上記の如
（ＣＣＤに与えるフィールドシフトパルスの出力間隔を
変化させることにより、ＣＣＤの露光時間を調整して撮
像装置の感度を上げる必要がある。
する際に、レンズの絞りを調整しただけでは装置の感度
が足りず、品質の悪い映像信号しか得られない（或いは
全熱映像信号が得られない場合もある〉ため、上記の如
（ＣＣＤに与えるフィールドシフトパルスの出力間隔を
変化させることにより、ＣＣＤの露光時間を調整して撮
像装置の感度を上げる必要がある。
しかし、前記フィールドシフトパルスの出力間隔をＣＣ
Ｄから得られた映像信号情報に基づいて変える際に、レ
ンズの絞りを自動制御する作用との間に干渉が生じて、
露光時間を適切に制御することができないという欠点が
あった。そこで、レンズの絞り制御に重点をおいて前記
暗い被写体に対処しようとすると、絞りがハンチングし
てしまう等の不具合が生じ、暗い被写体を撮像した際に
、品質が悪い映像信号しか得られないという欠点があっ
た。
Ｄから得られた映像信号情報に基づいて変える際に、レ
ンズの絞りを自動制御する作用との間に干渉が生じて、
露光時間を適切に制御することができないという欠点が
あった。そこで、レンズの絞り制御に重点をおいて前記
暗い被写体に対処しようとすると、絞りがハンチングし
てしまう等の不具合が生じ、暗い被写体を撮像した際に
、品質が悪い映像信号しか得られないという欠点があっ
た。
（発明が解決しようとする課ａ＞
上記の如〈従来の長時間露光固体撮像装置では、暗い被
写体を撮像する場合にレンズの絞りを自動制御して得ら
れる光量調整では十分に対応することが出来ず、ＣＣＤ
の露光時間を変えて装置の高感度率を向上させなければ
ならないが、これを行うと、前記絞りの自動制御との間
で干渉が生じ、適切な露光時間の調整を行うことができ
ず、画像として再生し得る品質を持った映像信号が得ら
れないという欠点があった。
写体を撮像する場合にレンズの絞りを自動制御して得ら
れる光量調整では十分に対応することが出来ず、ＣＣＤ
の露光時間を変えて装置の高感度率を向上させなければ
ならないが、これを行うと、前記絞りの自動制御との間
で干渉が生じ、適切な露光時間の調整を行うことができ
ず、画像として再生し得る品質を持った映像信号が得ら
れないという欠点があった。
そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、レンズの
絞り制御とは別に撮像素子の露光時間を自動制御して光
量の不足した暗い被写体を撮像した際にも画像として再
現し得る品質を持った映像信号を得ることができる固体
撮像装置を提供することを目的としている。
絞り制御とは別に撮像素子の露光時間を自動制御して光
量の不足した暗い被写体を撮像した際にも画像として再
現し得る品質を持った映像信号を得ることができる固体
撮像装置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明はレンズによって結像された光学像を固体撮像素
子によって光電変換して得られた信号に各種処理を施し
て映像信号を得る固体撮像装置において、レンズの絞り
を調整して固体撮像素子に入射される光量を所定範囲内
になるように調整する絞り制御手段と、前記映像信号を
構成する輝度信号のレベルを検出するレベル検出手段と
、このレベル検出手段によって検出された輝度信号のレ
ベルが所定値以下になるとこの輝度信号のレベルに応じ
て前記固体撮像素子の露光時間を変化させると共に前記
絞り制御手段の動作を停止させて前記レンズの絞りを開
放状態に維持する露光時間制御手段とを具備した構成を
有する。
子によって光電変換して得られた信号に各種処理を施し
て映像信号を得る固体撮像装置において、レンズの絞り
を調整して固体撮像素子に入射される光量を所定範囲内
になるように調整する絞り制御手段と、前記映像信号を
構成する輝度信号のレベルを検出するレベル検出手段と
、このレベル検出手段によって検出された輝度信号のレ
ベルが所定値以下になるとこの輝度信号のレベルに応じ
て前記固体撮像素子の露光時間を変化させると共に前記
絞り制御手段の動作を停止させて前記レンズの絞りを開
放状態に維持する露光時間制御手段とを具備した構成を
有する。
（作用）
本発明の固体撮像装置において、絞り制御手段はレンズ
の絞りを調整して固体撮像素子に入射される光量を所定
範囲内になるように調整する。
の絞りを調整して固体撮像素子に入射される光量を所定
範囲内になるように調整する。
゛レベル検出手段は映像信号を構成する輝度信号のレベ
ルを検出する。露光時間制御手段は前記レベル検出手段
によって検出された輝度信号のレベルが所定値以下にな
ると前記輝度信号のレベルに応じて前記固体撮像素子の
露光時間を変化させると共に前記絞り制御手段の動作を
停止させて前記レンズの絞りを開放状態に維持する。
ルを検出する。露光時間制御手段は前記レベル検出手段
によって検出された輝度信号のレベルが所定値以下にな
ると前記輝度信号のレベルに応じて前記固体撮像素子の
露光時間を変化させると共に前記絞り制御手段の動作を
停止させて前記レンズの絞りを開放状態に維持する。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の撮像装置の一実施例を示したブロック図
である。１は被写体の光学像を後述するＣＣＤＪ上に結
像するレンズ、２はＣＣＤ４に入射される光量を調整す
る絞り機構、３はＣＣＤ４に入射される光線から紫外線
などの高域成分を除去する光学的ローパスフィルタ、４
は光学像を光電変換して対応する電気信号に変換するＣ
ＣＤ、５はＣＣＤ４から出力される信号からノイズを除
去するノイズ低減回路、６はＣＣＤ４から出力される信
号から輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを分離する
マトリックス回路、７は入力される輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをデジタル信号化するＡ／Ｄ変換回路
、８はデジタル信号を記憶するメモリ回路、９はメモリ
回路８から読み出されたデジタル信号をアナログ化する
Ｄ／Ａ変換回路、１０は輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙからビデオ信号を作成するエンコーダ回路、１１
は撮像装置内の各回路を動作させるための同期信号を発
生する同期信号発生回路、１２は同期信号発生回路１１
から出力される同期信号に基づいて、ＣＣＤ駆動信号を
発生してこれをＣＣＤ４に供給するＣＣＤ駆動回路、１
３は絞り機構２の絞り制御をノイズ低減回１ｉＩ８５の
出力信号に基づいて行う絞り制御回路、１４はＣＣＤ駆
動回路１２の露光時間並びに絞り機構２を制御する露光
時間コントロール回路、１５はＤ／Ａ変換回路９から出
力される輝度信号Ｙのレベルを検出する輝度レベル検出
回路である。
１図は本発明の撮像装置の一実施例を示したブロック図
である。１は被写体の光学像を後述するＣＣＤＪ上に結
像するレンズ、２はＣＣＤ４に入射される光量を調整す
る絞り機構、３はＣＣＤ４に入射される光線から紫外線
などの高域成分を除去する光学的ローパスフィルタ、４
は光学像を光電変換して対応する電気信号に変換するＣ
ＣＤ、５はＣＣＤ４から出力される信号からノイズを除
去するノイズ低減回路、６はＣＣＤ４から出力される信
号から輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを分離する
マトリックス回路、７は入力される輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをデジタル信号化するＡ／Ｄ変換回路
、８はデジタル信号を記憶するメモリ回路、９はメモリ
回路８から読み出されたデジタル信号をアナログ化する
Ｄ／Ａ変換回路、１０は輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙからビデオ信号を作成するエンコーダ回路、１１
は撮像装置内の各回路を動作させるための同期信号を発
生する同期信号発生回路、１２は同期信号発生回路１１
から出力される同期信号に基づいて、ＣＣＤ駆動信号を
発生してこれをＣＣＤ４に供給するＣＣＤ駆動回路、１
３は絞り機構２の絞り制御をノイズ低減回１ｉＩ８５の
出力信号に基づいて行う絞り制御回路、１４はＣＣＤ駆
動回路１２の露光時間並びに絞り機構２を制御する露光
時間コントロール回路、１５はＤ／Ａ変換回路９から出
力される輝度信号Ｙのレベルを検出する輝度レベル検出
回路である。
ここで、絞り制御回路１３は絞り制御手段を、輝度レベ
ル検出回路１５はレベル検出手段上露光時間制御回路１
４は露光時間制御手段を構成している。
ル検出回路１５はレベル検出手段上露光時間制御回路１
４は露光時間制御手段を構成している。
次に本実施例の動作について説明する。被写体の光学像
はレンズ１によってＣＣＤ４上に結像される。この時、
光学的ローパスフィルタ３によって前記光学像から紫外
線等の高域成分が除去される。ＣＣＤ４は前記光学像を
光電変換して対応する信号をノイズ低減回路５を介して
マトリックス回路６に出力する。これにより、マトリッ
クス回路６は入力信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙに分離し、これをＡ／Ｄ変換回路７に出力する。
はレンズ１によってＣＣＤ４上に結像される。この時、
光学的ローパスフィルタ３によって前記光学像から紫外
線等の高域成分が除去される。ＣＣＤ４は前記光学像を
光電変換して対応する信号をノイズ低減回路５を介して
マトリックス回路６に出力する。これにより、マトリッ
クス回路６は入力信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙに分離し、これをＡ／Ｄ変換回路７に出力する。
Ａ／Ｄ変換回路７は入力アナログ信号をデジタル信号化
して、これをメモリ回路８に記憶する。Ｄ／Ａ変換回路
９はメモリ回路８から前記デジタル信号を読み出してこ
れをアナログ化する。
して、これをメモリ回路８に記憶する。Ｄ／Ａ変換回路
９はメモリ回路８から前記デジタル信号を読み出してこ
れをアナログ化する。
こうしてアナログ化された輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ
、Ｂ−Ｙはエンコーダ回路１０に入力され、ここでビデ
オ信号に合成される。
、Ｂ−Ｙはエンコーダ回路１０に入力され、ここでビデ
オ信号に合成される。
この際、絞り制御回路１３はノイズ低減回路５から出力
される信号を入力し、そのレベルに基づいて絞り機構２
を制御することにより、撮像装置を適切な露出状態に制
御する。しかし、被写体の光量が少なすぎ、上記絞り制
御回路１３にて前記絞り機構２をいくら制御しても、適
切なレベルの映像信号が得られない場合は、以下に述べ
るような制御が行われる。
される信号を入力し、そのレベルに基づいて絞り機構２
を制御することにより、撮像装置を適切な露出状態に制
御する。しかし、被写体の光量が少なすぎ、上記絞り制
御回路１３にて前記絞り機構２をいくら制御しても、適
切なレベルの映像信号が得られない場合は、以下に述べ
るような制御が行われる。
即ち、輝度レベル検出回路１５はＤ／Ａ変換回路９から
出力される輝度信号のレベルを監視しており、これを露
光時間制御回路１４に知らせる。
出力される輝度信号のレベルを監視しており、これを露
光時間制御回路１４に知らせる。
これにより、露光時間制御回路１４は前記輝度信号のレ
ベルが所定値以下になると、ＣＣＤ４の露光時間を長時
間とすべく、ＣＣＤ駆動回路１２を制御してフィールド
シフトパルスの出力間隔を前記輝度信号Ｙのレベルに応
じて、例えば第３図（Ｂ）に示すように変化させると共
に、絞り制御回路１３を介してレンズ１の絞りを開放状
態にする。但し、露光時間制四回＃１１４はＤ／Ａ変換
回路９から出力される輝度信号Ｙのレベルが通常レベル
の３０〜１００％になるように、前記フィールドシフト
パルスの出力間隔を制御する。
ベルが所定値以下になると、ＣＣＤ４の露光時間を長時
間とすべく、ＣＣＤ駆動回路１２を制御してフィールド
シフトパルスの出力間隔を前記輝度信号Ｙのレベルに応
じて、例えば第３図（Ｂ）に示すように変化させると共
に、絞り制御回路１３を介してレンズ１の絞りを開放状
態にする。但し、露光時間制四回＃１１４はＤ／Ａ変換
回路９から出力される輝度信号Ｙのレベルが通常レベル
の３０〜１００％になるように、前記フィールドシフト
パルスの出力間隔を制御する。
しかし、フィールドシフトパルスの出力間隔を長くする
と、第３図（Ｃ）に示す如く、Ｃ０Ｄ４からの出力信号
が通常時の間隔で得られなくなるため、この出力信号が
得られなくなる期間、メモリ回路８に記憶しておいた信
号を使用して補間する。これにより、暗い被写体を撮像
したときには、撮像装置の感度が上がって画像として再
生し得る映像信号を得ることができる。
と、第３図（Ｃ）に示す如く、Ｃ０Ｄ４からの出力信号
が通常時の間隔で得られなくなるため、この出力信号が
得られなくなる期間、メモリ回路８に記憶しておいた信
号を使用して補間する。これにより、暗い被写体を撮像
したときには、撮像装置の感度が上がって画像として再
生し得る映像信号を得ることができる。
こめ状態で明るい被写体を撮像するとＣＣＤ４が飽和し
てしまう。このなめ、露光時間制御回路１４は輝度レベ
ル検出回路１５により検出される輝度信号Ｙのレベルが
所定値以上になると、ＣＣＤ駆動回路１２のフィールド
シフトパルスの出力間隔を第３図（Ｅ）に示す如く通常
間隔（１／６０秒）に戻すと共に、レンズ１の絞り機構
２を絞り制御回路１３の制御下に戻して、レンズ１の露
出を絞り制御回路１３によって自動制御する通常状態に
復帰させる。
てしまう。このなめ、露光時間制御回路１４は輝度レベ
ル検出回路１５により検出される輝度信号Ｙのレベルが
所定値以上になると、ＣＣＤ駆動回路１２のフィールド
シフトパルスの出力間隔を第３図（Ｅ）に示す如く通常
間隔（１／６０秒）に戻すと共に、レンズ１の絞り機構
２を絞り制御回路１３の制御下に戻して、レンズ１の露
出を絞り制御回路１３によって自動制御する通常状態に
復帰させる。
本実施例によれば、光量の不足した暗い被写体を撮像し
た際に、レンズの絞り制御を停止した状態で、撮像素子
の露光時間を自動制御することによって、画像として再
現し得る品質の映像信号を安定に得ることができる。
た際に、レンズの絞り制御を停止した状態で、撮像素子
の露光時間を自動制御することによって、画像として再
現し得る品質の映像信号を安定に得ることができる。
以上記述した如く本発明の撮像装置によれば、レンズの
絞り制御とは別に撮像素子の露光時間を自動制御して光
量の不足した暗い被写体を撮像した際にも画像として再
現し得る品質を持った映像信号を得ることができる。
絞り制御とは別に撮像素子の露光時間を自動制御して光
量の不足した暗い被写体を撮像した際にも画像として再
現し得る品質を持った映像信号を得ることができる。
第１図は本発明の固体撮像装置の一実施例を示したブロ
ック図、第２図はＣＣＤの一例を示すブロック図、第３
図は第２図に示したＣＣＤの動作波形図である。 ｌ・・・レンズ ２・・・絞り機構３・・・
光学的ローパスフィルタ ４・・・ＣＣＤ ５・・・ノイズ低減回路
６・・・マトリックス回路 ７・・・Ａ／Ｄ変換回路８
・・・メモリ回路 ９・・・Ｄ／Ａ変換回路１０
・・・エンコーダ回路 １１・・・同期信号発生回路 １２・・・ＣＣＤ駆動回路 １３・・・絞り制御回路 １４・・・露光時間制御回路 １５・・・輝度レベル検出回路 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 宇治 弘
ック図、第２図はＣＣＤの一例を示すブロック図、第３
図は第２図に示したＣＣＤの動作波形図である。 ｌ・・・レンズ ２・・・絞り機構３・・・
光学的ローパスフィルタ ４・・・ＣＣＤ ５・・・ノイズ低減回路
６・・・マトリックス回路 ７・・・Ａ／Ｄ変換回路８
・・・メモリ回路 ９・・・Ｄ／Ａ変換回路１０
・・・エンコーダ回路 １１・・・同期信号発生回路 １２・・・ＣＣＤ駆動回路 １３・・・絞り制御回路 １４・・・露光時間制御回路 １５・・・輝度レベル検出回路 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 宇治 弘
Claims (1)
- レンズによって結像された光学像を固体撮像素子によつ
て光電変換して得られた信号に各種処理を施して映像信
号を得る固体撮像装置において、レンズの絞りを調整し
て固体撮像素子に入射される光量を所定範囲内になるよ
うに調整する絞り制御手段と、前記映像信号を構成する
輝度信号のレベルを検出するレベル検出手段と、このレ
ベル検出手段によって検出された輝度信号のレベルが所
定値以下になるとこの輝度信号のレベルに応じて前記固
体撮像素子の露光時間を変化させると共に前記絞り制御
手段の動作を停止させて前記レンズの絞りを開放状態に
維持する露光時間制御手段とを具備したことを特徴とす
る固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22253090A JP3166918B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22253090A JP3166918B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105478A true JPH04105478A (ja) | 1992-04-07 |
| JP3166918B2 JP3166918B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=16783878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22253090A Expired - Lifetime JP3166918B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166918B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233195A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-19 | Anima Denshi Kk | 固体撮像素子を使用した撮影装置 |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP22253090A patent/JP3166918B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233195A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-19 | Anima Denshi Kk | 固体撮像素子を使用した撮影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3166918B2 (ja) | 2001-05-14 |
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Legal Events
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