JPH0759088B2 - オプチカルホワイト付固体撮像素子 - Google Patents
オプチカルホワイト付固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH0759088B2 JPH0759088B2 JP1149894A JP14989489A JPH0759088B2 JP H0759088 B2 JPH0759088 B2 JP H0759088B2 JP 1149894 A JP1149894 A JP 1149894A JP 14989489 A JP14989489 A JP 14989489A JP H0759088 B2 JPH0759088 B2 JP H0759088B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- white
- image sensor
- solid
- area
- attached
- 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 - Fee Related
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は二次元固体撮像素子に関し、特に単板式カラー
カメラ用の固体撮像素子に関する。
カメラ用の固体撮像素子に関する。
「従来の技術」 従来、この種の固体撮影素子は第３図に示すように３つ
の領域から構成されていた。すなわち、光を感じて映像
信号を出力し、かつ走査期間（非ブランキング期間）で
あるためテレビカメラより映像信号として出力される有
効画素領域１と光を感じて映像信号を出力するが、帰線
期間（ブランキング期間又はBLK期間とも記す）内のた
めテレビカメラからは映像信号として出力されない無効
画素領域３と、感じる光が無く黒の基準信号を発生する
オプチカルブラック領域２から構成されていた。有効画
素領域１と無効画素領域３にはCCD（Charge Coupled De
vice）４の受光面上に原色又は補色の色フィルタ５が貼
り付けられ、またオプチカルブラック領域２ではCCD基
板４上に遮光板６が貼り付けられている。
の領域から構成されていた。すなわち、光を感じて映像
信号を出力し、かつ走査期間（非ブランキング期間）で
あるためテレビカメラより映像信号として出力される有
効画素領域１と光を感じて映像信号を出力するが、帰線
期間（ブランキング期間又はBLK期間とも記す）内のた
めテレビカメラからは映像信号として出力されない無効
画素領域３と、感じる光が無く黒の基準信号を発生する
オプチカルブラック領域２から構成されていた。有効画
素領域１と無効画素領域３にはCCD（Charge Coupled De
vice）４の受光面上に原色又は補色の色フィルタ５が貼
り付けられ、またオプチカルブラック領域２ではCCD基
板４上に遮光板６が貼り付けられている。
第４図Ａ及びＢは従来の固体撮像素子より得られる出力
信号の波形図であり、ＢはＡの一部の波形を時間軸を拡
大して示したものである。時間軸を境にして上の定振幅
のパルス状の波形13は繰返し周波数が例えば７〜15MHz
でリセットパルスと言われるものであり、下の波形14は
映像信号である。図において、t1及びt5期間は無効画素
領域３と対応し、t2及びt4期間はオプチカルブラック領
域２と対応する。t3期間は対応するCCDの領域のない期
間であり、t6は水平BLK期間、t7は有効画素領域と対応
する水平映像期間（水平非BLK期間）である。
信号の波形図であり、ＢはＡの一部の波形を時間軸を拡
大して示したものである。時間軸を境にして上の定振幅
のパルス状の波形13は繰返し周波数が例えば７〜15MHz
でリセットパルスと言われるものであり、下の波形14は
映像信号である。図において、t1及びt5期間は無効画素
領域３と対応し、t2及びt4期間はオプチカルブラック領
域２と対応する。t3期間は対応するCCDの領域のない期
間であり、t6は水平BLK期間、t7は有効画素領域と対応
する水平映像期間（水平非BLK期間）である。
ところで、人間の眼は光に対してある程度順応性があ
り、白い被写体は室内照明で見ても屋外で見ても白に見
える。しかしビデオカメラには人間の眼のような順応性
がないので、白い被写体は撮影現場の照明条件の違い
（主に光源の違い）によって例えば赤味がかった白、青
味がかった白としてとらえられ、撮像管を介してそのよ
うな色相の色信号が得られる。そこで得られた色信号を
補正して、再生画像において白い被写体の色あいが白と
してできるだけ忠実に再現できるようにする必要があ
り、そのため白バランス調整回路がビデオカメラに用い
られる。（このようにすれば、一般の被写体の色あいも
照明条件の違いによらずある程度忠実に再現されること
は言う迄もない。） 従来の固体撮像素子を１枚用いた単板式カラーカメラに
おいては、白バランスをとる方式として手動で白バラン
スを調整するマニュアルホワイトバランス方式や、白い
被写体を撮像して白いバランスをとるワンプッシュオー
トホワイトバランス方式、又センサを用いて常時白バラ
ンスを自動的にとるセンサ式フルオートホワイトバラン
ス方式、画面の赤（Ｒ−Ｙ）、青（Ｂ−Ｙ）成分を比
較、平均化することにより常時白バランスを自動的にと
るTTL（Through The Lense）式フルオートホワイトバラ
ンス方式などが実用化されている。
り、白い被写体は室内照明で見ても屋外で見ても白に見
える。しかしビデオカメラには人間の眼のような順応性
がないので、白い被写体は撮影現場の照明条件の違い
（主に光源の違い）によって例えば赤味がかった白、青
味がかった白としてとらえられ、撮像管を介してそのよ
うな色相の色信号が得られる。そこで得られた色信号を
補正して、再生画像において白い被写体の色あいが白と
してできるだけ忠実に再現できるようにする必要があ
り、そのため白バランス調整回路がビデオカメラに用い
られる。（このようにすれば、一般の被写体の色あいも
照明条件の違いによらずある程度忠実に再現されること
は言う迄もない。） 従来の固体撮像素子を１枚用いた単板式カラーカメラに
おいては、白バランスをとる方式として手動で白バラン
スを調整するマニュアルホワイトバランス方式や、白い
被写体を撮像して白いバランスをとるワンプッシュオー
トホワイトバランス方式、又センサを用いて常時白バラ
ンスを自動的にとるセンサ式フルオートホワイトバラン
ス方式、画面の赤（Ｒ−Ｙ）、青（Ｂ−Ｙ）成分を比
較、平均化することにより常時白バランスを自動的にと
るTTL（Through The Lense）式フルオートホワイトバラ
ンス方式などが実用化されている。
しかしながら各方式とも一長一短があり、必ずしも完全
に色バランスがとれる訳ではない。すなわちマニュアル
ホワイトバランス方式では撮像シーンが変わる度に手動
で白バランスをとり直す必要があり、非常にわずらわし
いという欠点がある。ワンプッシュ式オートホワイトバ
ランス方式にしても、撮影シーンが変わればボタンを押
して白バランスをとり直す必要があり、しかも白い被写
体がなければ色が合わせられないという欠点がある。又
センサ式フルオートホワイトバランス方式ではカメラ前
面の周囲の光の色温度を検知しているためズームアップ
して遠くの被写体を望遠で撮影する場合等に色が合わな
いという欠点がある。これら各方式の欠点はTTLフルオ
ートホワイトバランス方式にすれば解決される。しかし
TTLフルオートホワイトバランス方式は赤、青成分をそ
れぞれ基準値と比較し強い色成分を減らして平均化する
方式のため色の彩度が低下するという欠点がある。また
同方式は、屋外撮影時に画面の上部に空が入ると、空の
色温度が地上に比べて高いため地上の色バランスが崩れ
がちとなる問題があった。また低照度時には画面内の赤
（Ｒ−Ｙ）、青（Ｂ−Ｙ）成分の信号レベルが低いため
色バランスをとるのが困難であった。
に色バランスがとれる訳ではない。すなわちマニュアル
ホワイトバランス方式では撮像シーンが変わる度に手動
で白バランスをとり直す必要があり、非常にわずらわし
いという欠点がある。ワンプッシュ式オートホワイトバ
ランス方式にしても、撮影シーンが変わればボタンを押
して白バランスをとり直す必要があり、しかも白い被写
体がなければ色が合わせられないという欠点がある。又
センサ式フルオートホワイトバランス方式ではカメラ前
面の周囲の光の色温度を検知しているためズームアップ
して遠くの被写体を望遠で撮影する場合等に色が合わな
いという欠点がある。これら各方式の欠点はTTLフルオ
ートホワイトバランス方式にすれば解決される。しかし
TTLフルオートホワイトバランス方式は赤、青成分をそ
れぞれ基準値と比較し強い色成分を減らして平均化する
方式のため色の彩度が低下するという欠点がある。また
同方式は、屋外撮影時に画面の上部に空が入ると、空の
色温度が地上に比べて高いため地上の色バランスが崩れ
がちとなる問題があった。また低照度時には画面内の赤
（Ｒ−Ｙ）、青（Ｂ−Ｙ）成分の信号レベルが低いため
色バランスをとるのが困難であった。
この発明の目的は、これらの従来のTTLフルオートホワ
イトバランス方式の問題点を解決して色の彩度が低下せ
ず、上部に空の入る画面でも、また低照度時でも色バラ
ンスがとれる改良されたTTLフルオートホワイトバラン
ス方式の実現に寄与する新しい固体撮像素子を提供しよ
うとするものである。
イトバランス方式の問題点を解決して色の彩度が低下せ
ず、上部に空の入る画面でも、また低照度時でも色バラ
ンスがとれる改良されたTTLフルオートホワイトバラン
ス方式の実現に寄与する新しい固体撮像素子を提供しよ
うとするものである。
「課題を解決するための手段」 この発明のオプチカルホワイト付固体撮像素子において
は、 二次元固体撮像素子の受光面の左右一対の周辺部に帯状
の遮光板が貼り付けられてオプチカルブラック領域が形
成され、 そのオプチカルブラック領域を除く上記撮像素子の受光
面の上下及び左右の周辺部に帯状の白色フィルタが貼り
付けられてオプチカルホワイト領域が形成され、 そのオプチカルホワイト領域で囲まれた上記受光面に色
フィルタが貼り付けられ、 その色フィルタが貼り付けられている上記撮像素子の全
域又は上下及び左右の周辺部を除く領域により有効画素
領域が形成され、 上記色フィルタが貼り付けられている上記撮像素子にお
ける上記有効画素領域以外の領域と上記オプチカルホワ
イト領域とにより無効画素領域が形成されている。
は、 二次元固体撮像素子の受光面の左右一対の周辺部に帯状
の遮光板が貼り付けられてオプチカルブラック領域が形
成され、 そのオプチカルブラック領域を除く上記撮像素子の受光
面の上下及び左右の周辺部に帯状の白色フィルタが貼り
付けられてオプチカルホワイト領域が形成され、 そのオプチカルホワイト領域で囲まれた上記受光面に色
フィルタが貼り付けられ、 その色フィルタが貼り付けられている上記撮像素子の全
域又は上下及び左右の周辺部を除く領域により有効画素
領域が形成され、 上記色フィルタが貼り付けられている上記撮像素子にお
ける上記有効画素領域以外の領域と上記オプチカルホワ
イト領域とにより無効画素領域が形成されている。
「実施例」 この発明の実施例を第１図に、第３図と対応する部分に
は同じ符号を付して示し、重複説明を省略する。本発明
の固体撮像素子では無効画素領域３の周辺部又は全て
に、従来の色フィルタ５に代って、白色フィルタ11を貼
り付けて構成され、白の基準信号を発生するオプチカル
ホワイト（OWとも記す）領域3aが設けられる。すなわち
OW領域3aは白色フィルタ11を透過した光を感じて白の基
準信号を発生するものである。
は同じ符号を付して示し、重複説明を省略する。本発明
の固体撮像素子では無効画素領域３の周辺部又は全て
に、従来の色フィルタ５に代って、白色フィルタ11を貼
り付けて構成され、白の基準信号を発生するオプチカル
ホワイト（OWとも記す）領域3aが設けられる。すなわち
OW領域3aは白色フィルタ11を透過した光を感じて白の基
準信号を発生するものである。
第２図は第１図の固体撮像素子より得られる出力波形で
あり、第４図と対応する部分に同じ符号を付して示し、
重複説明を省略する。無効画素領域３と対応する期間t1
及びt5は、OW領域3aと対応する期間（OW信号期間とも言
う）t1a，t5aとそれ以外の期間t1b，t5bに区分される。
（しかしt1b＝０又はt5b＝０の場合もある。）期間
t1a，t5aにおける映像信号が白色の基準信号であり、そ
のピーク値が白色の輝度（明るさ）の基準を与える。
あり、第４図と対応する部分に同じ符号を付して示し、
重複説明を省略する。無効画素領域３と対応する期間t1
及びt5は、OW領域3aと対応する期間（OW信号期間とも言
う）t1a，t5aとそれ以外の期間t1b，t5bに区分される。
（しかしt1b＝０又はt5b＝０の場合もある。）期間
t1a，t5aにおける映像信号が白色の基準信号であり、そ
のピーク値が白色の輝度（明るさ）の基準を与える。
この発明による固体撮像素子を単板式カラーカメラに用
いてTTLフルオートホワイトバランス方式を採用するこ
とができ、この場合、ビデオカメラ内のプロセス回路で
上記白基準信号に従って白バランスを常時、自動的に調
整制御することが可能となる。制御手段としてはコンパ
レータやマイコンを用いればよい。
いてTTLフルオートホワイトバランス方式を採用するこ
とができ、この場合、ビデオカメラ内のプロセス回路で
上記白基準信号に従って白バランスを常時、自動的に調
整制御することが可能となる。制御手段としてはコンパ
レータやマイコンを用いればよい。
屋外撮影時に画面上部に空が入る場合には、画面の左右
及び下部のOW領域の白基準信号（OW信号とも言う）によ
り白バランスを合せたり、上下及び左右のOW信号に重み
をつけて平均化する等の処理を行なうことにより、常に
最適の白バランスをとることが可能となる。
及び下部のOW領域の白基準信号（OW信号とも言う）によ
り白バランスを合せたり、上下及び左右のOW信号に重み
をつけて平均化する等の処理を行なうことにより、常に
最適の白バランスをとることが可能となる。
画面の上下左右のOW信号を利用して白バランスを合せる
ことは低照度時でも可能であると共に、従来のように彩
度を低下させる恐れもない。またOW信号はBLK期間内の
み存在する信号であるため、カメラの映像信号出力に悪
影響を及ぼすこともない。
ことは低照度時でも可能であると共に、従来のように彩
度を低下させる恐れもない。またOW信号はBLK期間内の
み存在する信号であるため、カメラの映像信号出力に悪
影響を及ぼすこともない。
「発明の効果」 以上述べたように、この発明の固体撮像素子には有効画
素領域周辺の無効画素領域に白色フィルタを貼り付けた
オプチカルホワイト（OW）領域が設けられており、その
OW領域から得られる白の基準信号を利用して、ビデオカ
メラ内のプロセス回路で白バランス調整を常時自動的に
行なうことができると共に白バランス調整により再生画
像の彩度を低下させる恐れもない。また上部に空の入る
画面でも、低照度時でも、この発明の素子を用いれば白
バランス調整が可能であり、従来の問題点が解決でき
る。
素領域周辺の無効画素領域に白色フィルタを貼り付けた
オプチカルホワイト（OW）領域が設けられており、その
OW領域から得られる白の基準信号を利用して、ビデオカ
メラ内のプロセス回路で白バランス調整を常時自動的に
行なうことができると共に白バランス調整により再生画
像の彩度を低下させる恐れもない。また上部に空の入る
画面でも、低照度時でも、この発明の素子を用いれば白
バランス調整が可能であり、従来の問題点が解決でき
る。
第１図Ａ及びＢはそれぞれこの発明の実施例の平面図及
びＡ−Ａ断面図、第２図は第１図の実施例より出力され
る信号波形図、第３図Ａ及びＢはそれぞれ従来の固体撮
像素子の平面図及びＡ−Ａ断面図、第４図Ａは第３図の
固体撮像素子より出力される信号波形図、第４図Ｂは第
４図Ａの一部の時間軸を拡大して示した波形図である。
びＡ−Ａ断面図、第２図は第１図の実施例より出力され
る信号波形図、第３図Ａ及びＢはそれぞれ従来の固体撮
像素子の平面図及びＡ−Ａ断面図、第４図Ａは第３図の
固体撮像素子より出力される信号波形図、第４図Ｂは第
４図Ａの一部の時間軸を拡大して示した波形図である。
Claims (1)
- 【請求項１】二次元固体撮像素子の受光面の左右一対の
周辺部に帯状の遮光板が貼り付けられてオプチカルブラ
ック領域が形成され、 そのオプチカルブラック領域を除く上記撮像素子の受光
面の上下及び左右の周辺部に帯状の白色フィルタが貼り
付けられてオプチカルホワイト領域が形成され、 そのオプチカルホワイト領域で囲まれた上記受光面に色
フィルタが貼り付けられ、 その色フィルタが貼り付けられている上記撮像素子の全
域又は上下及び左右の周辺部を除く領域により有効画素
領域が形成され、 上記色フィルタが貼り付けられている上記撮像素子にお
ける上記有効画素領域以外の領域と上記オプチカルホワ
イト領域とにより無効画素領域が形成されていることを
特徴とする、 オプチカルホワイト付固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149894A JPH0759088B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | オプチカルホワイト付固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149894A JPH0759088B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | オプチカルホワイト付固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313193A JPH0313193A (ja) | 1991-01-22 |
| JPH0759088B2 true JPH0759088B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=15484945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1149894A Expired - Fee Related JPH0759088B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | オプチカルホワイト付固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759088B2 (ja) |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1149894A patent/JPH0759088B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313193A (ja) | 1991-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |