JPH0771238B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0771238B2 JPH0771238B2 JP61225329A JP22532986A JPH0771238B2 JP H0771238 B2 JPH0771238 B2 JP H0771238B2 JP 61225329 A JP61225329 A JP 61225329A JP 22532986 A JP22532986 A JP 22532986A JP H0771238 B2 JPH0771238 B2 JP H0771238B2
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- imaging device
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/73—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- 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〕 本発明は固体撮像装置に係り、特に高感度化に好適な固
体撮像装置に関する。
体撮像装置に関する。
撮像装置において感度の向上は最重要課題の１つであ
り、高感度化に関して多くの器発明がなされている。例
えば特開昭61−105979号（特開昭59−226683号）におい
ては、光量変換によって得られた信号電荷を転送する過
程の早い段階でA/D変換を行なうものであり、A/D変換後
の信号転送過程で発生する雑音の影響がほとんど無視し
得ることから、相当の高感度が期待されている。
り、高感度化に関して多くの器発明がなされている。例
えば特開昭61−105979号（特開昭59−226683号）におい
ては、光量変換によって得られた信号電荷を転送する過
程の早い段階でA/D変換を行なうものであり、A/D変換後
の信号転送過程で発生する雑音の影響がほとんど無視し
得ることから、相当の高感度が期待されている。
しかしながら光電変換時に発生するショット雑音につい
ては抑圧の手段がなく、この雑音により感度が制限され
ていた。一般に、光電変換によってｎ個の信号電子が発
生したとすると、ショット雑音のrms値は で制限されると言われている。
ては抑圧の手段がなく、この雑音により感度が制限され
ていた。一般に、光電変換によってｎ個の信号電子が発
生したとすると、ショット雑音のrms値は で制限されると言われている。
本発明の目的は、このショット雑音を低減し、かつ感度
を向上させた固体撮像装置を提供することにある。
を向上させた固体撮像装置を提供することにある。
上記目的は、フレームメモリを設け、光電変換における
蓄積時間を制御することにより達成できる。換言すれ
ば、暗くて動きの少ない被写体を撮像する場合、蓄積時
間を長くして信号電荷量を増すことにより達成できる。
蓄積時間を制御することにより達成できる。換言すれ
ば、暗くて動きの少ない被写体を撮像する場合、蓄積時
間を長くして信号電荷量を増すことにより達成できる。
通常の撮像装置では、この蓄積時間は出力信号のフィー
ルド又はフレーム周期であって、常に一定の時間と設定
されているが、本発明のようにフレームメモリを設ける
ことにより蓄積時間をフレーム周期より長くすることが
でき、ユーザの選択により高感度撮像を可能にすること
ができる。
ルド又はフレーム周期であって、常に一定の時間と設定
されているが、本発明のようにフレームメモリを設ける
ことにより蓄積時間をフレーム周期より長くすることが
でき、ユーザの選択により高感度撮像を可能にすること
ができる。
さらに、被写体の動きを検出する手段を追加することに
より、被写体が動いた場合に蓄積時間をフィールド又は
フレーム周期に自動的に戻すことにより、残像による画
質劣化のない高感度の撮像装置を実現することができ
る。
より、被写体が動いた場合に蓄積時間をフィールド又は
フレーム周期に自動的に戻すことにより、残像による画
質劣化のない高感度の撮像装置を実現することができ
る。
蓄積時間をｍ倍にすることにより、信号電荷数はｍ倍に
なるので、本発明によればS/N比は、ショット雑音に対
しては その他の雑音に関してはｍ倍改善される。
なるので、本発明によればS/N比は、ショット雑音に対
しては その他の雑音に関してはｍ倍改善される。
このとき、光電変換された信号電荷を読出す密度（一定
時間を出力される情報の数）は1/mになり、これによっ
てフレームメモリに書込む密度が1/mに減じるが、フレ
ームメモリから読出す速度は一定に保つため、正規の出
力信号を得ることができる。すなわち、蓄積時間をｍ倍
した場合、同じ画素情報をｍ回出力することになる。
時間を出力される情報の数）は1/mになり、これによっ
てフレームメモリに書込む密度が1/mに減じるが、フレ
ームメモリから読出す速度は一定に保つため、正規の出
力信号を得ることができる。すなわち、蓄積時間をｍ倍
した場合、同じ画素情報をｍ回出力することになる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の構成図を示し、黒太線が信
号データ線、白ぬきの太線がアドレス、クロックなどの
パルス線を表わす。第２図、第３図はメモリの動作タイ
ミング図を示し、Ｒは読出し期間、Ｗは書込み期間を表
わす。
号データ線、白ぬきの太線がアドレス、クロックなどの
パルス線を表わす。第２図、第３図はメモリの動作タイ
ミング図を示し、Ｒは読出し期間、Ｗは書込み期間を表
わす。
第１図において、撮像素子１は、特開昭59−226683号に
記載されているようなディジタル出力の撮像素子を用い
ることができる。フレームメモリ2,3は、例えは半導体D
RAM（Dynamic Random Access Memory）であり、共に撮
像素子１の全画素のデータを記憶できる容量を有する。
第６図にその構成例を示す。
記載されているようなディジタル出力の撮像素子を用い
ることができる。フレームメモリ2,3は、例えは半導体D
RAM（Dynamic Random Access Memory）であり、共に撮
像素子１の全画素のデータを記憶できる容量を有する。
第６図にその構成例を示す。
第６図において、31はメモリセルマトリクス、32はＹデ
コーダ、33はＸデコーダ、34は制御回路、35は双方向バ
ッファ、36はデータ入出力端子、37は番地入力端子、38
は制御端子である。
コーダ、33はＸデコーダ、34は制御回路、35は双方向バ
ッファ、36はデータ入出力端子、37は番地入力端子、38
は制御端子である。
フレームメモリ２又は３にデータを書込む時、すなわち
メモリセルマトリクス31にデータを書込む時には制御回
路34は双方向バッファの入力側をオンにし、メモリセル
マトリクス31をライト（書込み）イネーブルにする。次
いで、番地入力端子37からアドレスのためのパルスが入
力してくると、これはＹデコーダ32およびＸデコーダ33
に入力し、該Ｙデコーダ32およびＸデコーダ33はメモリ
セルマトリクス31のアドレスもアクセスする。この結
果、データ入出力端子36から入力してくるデータは、双
方向バッファ35を通って、前記Y,Xデコーダ32,33で指定
されたアドレスに記憶される。
メモリセルマトリクス31にデータを書込む時には制御回
路34は双方向バッファの入力側をオンにし、メモリセル
マトリクス31をライト（書込み）イネーブルにする。次
いで、番地入力端子37からアドレスのためのパルスが入
力してくると、これはＹデコーダ32およびＸデコーダ33
に入力し、該Ｙデコーダ32およびＸデコーダ33はメモリ
セルマトリクス31のアドレスもアクセスする。この結
果、データ入出力端子36から入力してくるデータは、双
方向バッファ35を通って、前記Y,Xデコーダ32,33で指定
されたアドレスに記憶される。
一方、読み出し時には、制御回路34は双方向バッファの
出力側をオンにし、メモリセルマトリクス31をリード
（読み出し）イネーブルにする。これにより、メモリセ
ルマトリクス31からはＹおよびＸデコーダ32,33でアク
セスされたアドレスからデータが読み出される。
出力側をオンにし、メモリセルマトリクス31をリード
（読み出し）イネーブルにする。これにより、メモリセ
ルマトリクス31からはＹおよびＸデコーダ32,33でアク
セスされたアドレスからデータが読み出される。
再び第１図に戻って、本実施例の構成の説明を続ける。
信号処理回路６は輝度信号や色差信号を得るための演算
やγ処理やブランキング処理を施す回路、例えばROM（R
ead Only Memory）で構成できる。出力端子10からはデ
ィジタルの輝度信号と色差信号が出力されるが、そのま
まディジタルVTRに入力して記録したり、ディジタルTV
に入力してモニタしたり、あるいはD/A変換とNTSC規格
に変換して、アナログのVTRやアナログのTVに接続す
る。
やγ処理やブランキング処理を施す回路、例えばROM（R
ead Only Memory）で構成できる。出力端子10からはデ
ィジタルの輝度信号と色差信号が出力されるが、そのま
まディジタルVTRに入力して記録したり、ディジタルTV
に入力してモニタしたり、あるいはD/A変換とNTSC規格
に変換して、アナログのVTRやアナログのTVに接続す
る。
第１のパルス生成回路４は撮像素子１の駆動パルスやフ
レームメモリ2,3への書込み番地を生成する回路であ
り、蓄積時間制御端子９からの入力データに応じて各出
力パルスを時間軸方向にｍ倍に伸長できるように構成さ
れている。
レームメモリ2,3への書込み番地を生成する回路であ
り、蓄積時間制御端子９からの入力データに応じて各出
力パルスを時間軸方向にｍ倍に伸長できるように構成さ
れている。
その１具体例を第10図に示す。図において、71はカウン
タ、72はNANDゲート、73は時間軸方向にｍ倍に伸長され
た第１のクロック出力端子、74は基準クロック入力端
子、75は初期データ入力端子である。
タ、72はNANDゲート、73は時間軸方向にｍ倍に伸長され
た第１のクロック出力端子、74は基準クロック入力端
子、75は初期データ入力端子である。
端子75から初期データが入力されると、カウンタ71はそ
の値にプリセットされ、端子74からｍ個の基準クロック
が入力してくると、NANDゲート72から１個のパルスが出
力される。このパルスは前記基準クロックをｍ倍に伸長
したものであり、端子73から出力されると共に、カウン
タ71に入力する。該カウンタ71は該パルスの入力がある
と、リセットされ、初期データに戻る。本具体例によれ
ば初期データを変えることにより、前記ｍの値を任意に
変えることができる。
の値にプリセットされ、端子74からｍ個の基準クロック
が入力してくると、NANDゲート72から１個のパルスが出
力される。このパルスは前記基準クロックをｍ倍に伸長
したものであり、端子73から出力されると共に、カウン
タ71に入力する。該カウンタ71は該パルスの入力がある
と、リセットされ、初期データに戻る。本具体例によれ
ば初期データを変えることにより、前記ｍの値を任意に
変えることができる。
なお、基準クロックをｍ倍に伸長する回路は第10図の回
路以外に、周知のプログラマブル分周回路を用いること
ができることは明かである。
路以外に、周知のプログラマブル分周回路を用いること
ができることは明かである。
再び第１図に戻って説明する。
第２のパルス生成回路５はフレームメモリ2,3の読出し
番地や、本装置の同期信号、ブランキングパルスなどを
生成する回路であり、第１のパルス生成回路４と同期し
て動作するように構成する。この同期はラインL1を介し
て達成されている。
番地や、本装置の同期信号、ブランキングパルスなどを
生成する回路であり、第１のパルス生成回路４と同期し
て動作するように構成する。この同期はラインL1を介し
て達成されている。
第１のマルチプレクサ７は、撮像素子１の出力をフレー
ムメモリ２のデータ入出力端子に接続し、フレームメモ
リ３のデータ入出力端子を信号処理回路６の入力に接続
するか、あるいは撮像素子１の出力をフレームメモリ３
のデータ入出力端子に接続し、フレームメモリ２のデー
タ入出力端子を信号処理回路６の入力に接続するかを選
択する装置である。
ムメモリ２のデータ入出力端子に接続し、フレームメモ
リ３のデータ入出力端子を信号処理回路６の入力に接続
するか、あるいは撮像素子１の出力をフレームメモリ３
のデータ入出力端子に接続し、フレームメモリ２のデー
タ入出力端子を信号処理回路６の入力に接続するかを選
択する装置である。
第２のマルチプレクサ８は第１のパルス生成回路４で生
成した書込み用番地をフレームメモリ２の番地入力端子
を接続し、第２のパルス生成回路５で生成した読出し用
番地をフレームメモリ３の番地入力端子に接続するか、
あるいは書込み用番地をフレームメモり３の番地入力端
子に接続し、読出し用番地をフレームメモリ２の番地入
力端子に接続するかを選択する装置である。
成した書込み用番地をフレームメモリ２の番地入力端子
を接続し、第２のパルス生成回路５で生成した読出し用
番地をフレームメモリ３の番地入力端子に接続するか、
あるいは書込み用番地をフレームメモり３の番地入力端
子に接続し、読出し用番地をフレームメモリ２の番地入
力端子に接続するかを選択する装置である。
次に、本実施例の動作を第２図のタイミング図を参照し
て説明する。
て説明する。
まず、第１図の端子９から蓄積時間をｍ倍にする旨の制
御信号が入力すると、第１のパルス生成回路４は垂直同
期信号のｍ倍の信号を、ラインL2およびL3を通って第１
のマルチプレクサ７および第２のマルチプレクサ８に送
り、該第１および第２のマルチプレクサ7,8の動作を制
御する。これにより、第１のマルチプレクサ７は垂直同
期信号の周期のｍ倍の時間、撮像素子１の出力を第１の
フレームメモリ２に接続すると共に、第２のフレームメ
モリ３の出力を信号処理回路６に接続する。該垂直同期
信号のｍ倍の時間が経過すると、次の同じ長さの時間、
撮像素子１の出力は第２のフレームメモリ３に接続さ
れ、第１のフレームメモリ２は信号処理回路６に接続さ
れる。この動作は交互に行なわれる。
御信号が入力すると、第１のパルス生成回路４は垂直同
期信号のｍ倍の信号を、ラインL2およびL3を通って第１
のマルチプレクサ７および第２のマルチプレクサ８に送
り、該第１および第２のマルチプレクサ7,8の動作を制
御する。これにより、第１のマルチプレクサ７は垂直同
期信号の周期のｍ倍の時間、撮像素子１の出力を第１の
フレームメモリ２に接続すると共に、第２のフレームメ
モリ３の出力を信号処理回路６に接続する。該垂直同期
信号のｍ倍の時間が経過すると、次の同じ長さの時間、
撮像素子１の出力は第２のフレームメモリ３に接続さ
れ、第１のフレームメモリ２は信号処理回路６に接続さ
れる。この動作は交互に行なわれる。
また、第１のパルス生成回路４から撮像素子１へ、ライ
ンL4を介して通常の画素読出しクロックをｍ倍に伸長し
たクロックが駆動パルスとして供給され、撮像素子１の
各画素情報は該クロックにより順次読み出される。この
ため、撮像素子１の各画素は前記垂直同期信号の周期の
ｍ倍の時間を周期として読み出されることになり、該撮
像素子１の蓄積時間は通常のｍ倍になる。また、該クロ
ックと同期して形成された書込み番地はラインL5を介し
てマルチプレクサ８に送られ、該マルチプレクサ８によ
って選択された、第１および第２のフレームメモリ２お
よび３の一方に供給される。
ンL4を介して通常の画素読出しクロックをｍ倍に伸長し
たクロックが駆動パルスとして供給され、撮像素子１の
各画素情報は該クロックにより順次読み出される。この
ため、撮像素子１の各画素は前記垂直同期信号の周期の
ｍ倍の時間を周期として読み出されることになり、該撮
像素子１の蓄積時間は通常のｍ倍になる。また、該クロ
ックと同期して形成された書込み番地はラインL5を介し
てマルチプレクサ８に送られ、該マルチプレクサ８によ
って選択された、第１および第２のフレームメモリ２お
よび３の一方に供給される。
一方、第２のパルス生成回路５からは通常の読出し周期
で更新される読出し番地がラインL6およびマルチプレク
サ８を介して、該第１あるいは第２のフレームメモリ2,
3に供給される。したがって、第１あるいは第２のフレ
ームメモリ2,3からは、２個の垂直同期信号期間に１フ
レーム分読み出されることになる。該第１あるいは第２
のフレームメモリ2,3から読み出されたデータはマルチ
プレクサ７を通って信号処理回路６に送られ、該信号処
理回路６によって前述の処理を受けた後、出力端子10を
通ってディジタルVTR、ディジタルTVあるいはアナログ
のTV等に送られる。
で更新される読出し番地がラインL6およびマルチプレク
サ８を介して、該第１あるいは第２のフレームメモリ2,
3に供給される。したがって、第１あるいは第２のフレ
ームメモリ2,3からは、２個の垂直同期信号期間に１フ
レーム分読み出されることになる。該第１あるいは第２
のフレームメモリ2,3から読み出されたデータはマルチ
プレクサ７を通って信号処理回路６に送られ、該信号処
理回路６によって前述の処理を受けた後、出力端子10を
通ってディジタルVTR、ディジタルTVあるいはアナログ
のTV等に送られる。
さて、端子９から入力された蓄積時間制御情報がｍ＝１
のときには、第２図に示されているように、第１および
第２のフレームメモリ2,3に、１フレーム期間の周期で
書込みおよび読出しが交互に行なわれる。次に、ｍ＝２
のときは、第１および第２のフレームメモリ2,3への書
込みは２フレーム期間で行なわれ、読出しは１フレーム
期間で行なわれる。さらに、ｍ＝３のときは、第１およ
び第２のフレームメモリ2,3への書込みは３フレーム期
間で行なわれ、読出しは１フレーム期間で行なわれる。
のときには、第２図に示されているように、第１および
第２のフレームメモリ2,3に、１フレーム期間の周期で
書込みおよび読出しが交互に行なわれる。次に、ｍ＝２
のときは、第１および第２のフレームメモリ2,3への書
込みは２フレーム期間で行なわれ、読出しは１フレーム
期間で行なわれる。さらに、ｍ＝３のときは、第１およ
び第２のフレームメモリ2,3への書込みは３フレーム期
間で行なわれ、読出しは１フレーム期間で行なわれる。
このため、フレームメモリ2,3からの読出しは、ｍ＝２
の時には同一のデータが２フレーム分読み出され、ｍ＝
３の時には同一のデータが３フレーム分読み出されるこ
とになる。
の時には同一のデータが２フレーム分読み出され、ｍ＝
３の時には同一のデータが３フレーム分読み出されるこ
とになる。
以上のように、本実施例によれば、ｍを２以上にするこ
とにより、撮像素子１の蓄積時間をｍ倍にすることがで
き、ショット雑音を に低減することができる。
とにより、撮像素子１の蓄積時間をｍ倍にすることがで
き、ショット雑音を に低減することができる。
次に、第３図は、例えば特公昭60−43704号公報に記載
されているような２行同時読み出しを行なう場合の第２
図と同様のタイミング図を示すものである。この場合に
は、１回の垂直走査で撮像素子の全画素データを読み出
すことができるので、ｍ＝１のときには、第１および第
２のフレームメモリ2,3への書込みおよび読み出しは１
フィールド期間の周期で行なわれる。また、ｍ＝３のと
きは書込みは３フィールド期間で行なわれ、読み出しは
１フィールド期間で行なわれる。また、ｍ＝８の時は、
書込みは８フィールド期間（＝４フレーム期間）で行な
われ、読み出しは１フィールド期間の周期で行なわれ
る。
されているような２行同時読み出しを行なう場合の第２
図と同様のタイミング図を示すものである。この場合に
は、１回の垂直走査で撮像素子の全画素データを読み出
すことができるので、ｍ＝１のときには、第１および第
２のフレームメモリ2,3への書込みおよび読み出しは１
フィールド期間の周期で行なわれる。また、ｍ＝３のと
きは書込みは３フィールド期間で行なわれ、読み出しは
１フィールド期間で行なわれる。また、ｍ＝８の時は、
書込みは８フィールド期間（＝４フレーム期間）で行な
われ、読み出しは１フィールド期間の周期で行なわれ
る。
この場合にも、第２図のタイミングで本実施例を動作さ
せた時に得られた効果と同様の効果が得られることは明
かである。
せた時に得られた効果と同様の効果が得られることは明
かである。
第４図および第５図は本発明の第２実施例を示し、第４
図はその構成図、第５図はメモリのタイミング図を示
す。
図はその構成図、第５図はメモリのタイミング図を示
す。
第４図において、20,21はそれぞれ第1,第２のラインメ
モリ、22,23はそれぞれ第1,第２のフィールドメモリ、2
4〜27は、それぞれ第１〜第４のマルチプレクサを示
し、他の符号は第１図と同一物又は同等物を示す。
モリ、22,23はそれぞれ第1,第２のフィールドメモリ、2
4〜27は、それぞれ第１〜第４のマルチプレクサを示
し、他の符号は第１図と同一物又は同等物を示す。
なお、第１のパルス生成回路４からマルチプレクサ24〜
27に供給される制御信号および第２のパルス生成回路５
から信号処理回路６に供給されるパルス群は、判りやす
さのために図示を省略されている。
27に供給される制御信号および第２のパルス生成回路５
から信号処理回路６に供給されるパルス群は、判りやす
さのために図示を省略されている。
この実施例は前記した第１実施例と比べてメモリの記憶
容量を半減した点に特徴がある。すなわち、第１および
第２のフィールドメモリ22と23は２つ合わせて撮像素子
１の全画素に対応する記憶容量を有する。該第１および
第２のフィールドメモリ22と23の番地割当ては、１水平
走査期間ごとにメモリを替えるいわゆる線順次の記憶方
式をとっている。これにより、１水平走査期間分のバッ
ファメモリを２個（ラインメモリ20,21）設けるだけ
で、第５図のタイミング図に示すように蓄積時間のｍ倍
化が可能となる。
容量を半減した点に特徴がある。すなわち、第１および
第２のフィールドメモリ22と23は２つ合わせて撮像素子
１の全画素に対応する記憶容量を有する。該第１および
第２のフィールドメモリ22と23の番地割当ては、１水平
走査期間ごとにメモリを替えるいわゆる線順次の記憶方
式をとっている。これにより、１水平走査期間分のバッ
ファメモリを２個（ラインメモリ20,21）設けるだけ
で、第５図のタイミング図に示すように蓄積時間のｍ倍
化が可能となる。
すなわち、２つのラインメモリ20,21にはｍ水平走査期
間ごとに交互に書込み、書込み完了時から、フィールド
メモリ22,23が読み出し期間でない水平走査期間のうち
最も早い水平走査期間に、第１のラインメモリ20から第
１のフィールドメモリ22へ、第２のラインメモリ21から
第２のフィールドメモリ23へデータを転送する。
間ごとに交互に書込み、書込み完了時から、フィールド
メモリ22,23が読み出し期間でない水平走査期間のうち
最も早い水平走査期間に、第１のラインメモリ20から第
１のフィールドメモリ22へ、第２のラインメモリ21から
第２のフィールドメモリ23へデータを転送する。
一方、第１および第２のフィールドメモリ22,23からの
データの読み出しは１水平走査期間毎に交互に行なう。
データの読み出しは１水平走査期間毎に交互に行なう。
以上のように、本実施例によれば、撮像素子１の蓄積時
間をｍ倍にでき、前記第１実施例と同様の効果を得るこ
とができる上に、メモリ容量を半減できるという効果が
ある。
間をｍ倍にでき、前記第１実施例と同様の効果を得るこ
とができる上に、メモリ容量を半減できるという効果が
ある。
なお、該第２実施例と同様の考え方により２つのフィー
ルドメモリの記憶方式を点順次、あるいは点順次と線順
次の中間としても、同様にメモリの記憶容量をほぼ半減
させることができるのは言うまでもない。
ルドメモリの記憶方式を点順次、あるいは点順次と線順
次の中間としても、同様にメモリの記憶容量をほぼ半減
させることができるのは言うまでもない。
第７図は本発明の第３実施例を示す。この実施例が前記
第１実施例と異る所はアナログ出力の撮像素子11を用
い、その出力を増幅してA/D変換するようにした点であ
り、他は同一又は同等である。したがって、本実施例の
動作説明は省略する。
第１実施例と異る所はアナログ出力の撮像素子11を用
い、その出力を増幅してA/D変換するようにした点であ
り、他は同一又は同等である。したがって、本実施例の
動作説明は省略する。
撮像素子11の例としては、今出他「水平転送MOS形カメ
ラのカラー化方式の検討」TV学技報ED938（昭和61年２
月）に記されたものを用いることができる。このような
MOS形撮像素子を用いた場合の雑音は、上記文献に示さ
れているように周波数に比例したスペクトラムを有する
いわゆる三角雑音が支配的である。
ラのカラー化方式の検討」TV学技報ED938（昭和61年２
月）に記されたものを用いることができる。このような
MOS形撮像素子を用いた場合の雑音は、上記文献に示さ
れているように周波数に比例したスペクトラムを有する
いわゆる三角雑音が支配的である。
したがって、蓄積時間をｍ倍化して、撮像素子11からの
読み出し速度を1/mとすれば、信号量がｍ倍、雑音量が となり、S/N比はm3/2倍改善される。例えば蓄積時間を
従来の1/60秒から1/6秒に増すだけで約30倍のS/N比改善
が得られる。
読み出し速度を1/mとすれば、信号量がｍ倍、雑音量が となり、S/N比はm3/2倍改善される。例えば蓄積時間を
従来の1/60秒から1/6秒に増すだけで約30倍のS/N比改善
が得られる。
第８図および第９図は本発明の第４実施例であり、被写
体の動きあるいは照度に応じて蓄積時間を自動的に設定
するようにしたものである。
体の動きあるいは照度に応じて蓄積時間を自動的に設定
するようにしたものである。
図において、51は撮像素子、52は蓄積時間設定回路、53
は動き検出回路、54は比較器、55は照度検出回路を示
す。
は動き検出回路、54は比較器、55は照度検出回路を示
す。
該撮像素子51の一例としては第９図に示すように、特願
昭59−226683号の図面の第12図に記された実施例の受光
部62の周辺に別の受光部61を設けて、この出力の端子65
から取出せるようにしたものを用いることができる。受
光部61は単に１つの大きなフォトダイオードでも良い
し、複数個のフォトダイオード列でも構わない。端子65
から取出された出力を第８図の動き検出回路53に入力し
て被写体の動きを検出する。なお、第９図の63はA/D変
換部、64は出力部を示し、出力端子66から出力された信
号はマルチプレクサ７に供給される。
昭59−226683号の図面の第12図に記された実施例の受光
部62の周辺に別の受光部61を設けて、この出力の端子65
から取出せるようにしたものを用いることができる。受
光部61は単に１つの大きなフォトダイオードでも良い
し、複数個のフォトダイオード列でも構わない。端子65
から取出された出力を第８図の動き検出回路53に入力し
て被写体の動きを検出する。なお、第９図の63はA/D変
換部、64は出力部を示し、出力端子66から出力された信
号はマルチプレクサ７に供給される。
動き検出回路53は例えば増幅器とバンドパスフィルタで
構成され、受光部61に入射する光量の変化を検出する。
動き検出回路53では画面端部の動きしか検出することが
できないが動きに対して高速に応答することができる点
に利点がある。画面中央部の動きは比較器54を用いて第
１および第２のフレームメモリ2,3の内容を比較するこ
とにより検出する。検出のタイミングは、例えば撮像素
子51のブランキング期間に行なう。
構成され、受光部61に入射する光量の変化を検出する。
動き検出回路53では画面端部の動きしか検出することが
できないが動きに対して高速に応答することができる点
に利点がある。画面中央部の動きは比較器54を用いて第
１および第２のフレームメモリ2,3の内容を比較するこ
とにより検出する。検出のタイミングは、例えば撮像素
子51のブランキング期間に行なう。
比較器54による動き検出は、蓄積時間の長さに応じて応
答が遅れる点が不利であるが、画面のすべての画素の変
化を検出できる点が有利である。
答が遅れる点が不利であるが、画面のすべての画素の変
化を検出できる点が有利である。
照度検出回路55は、通常のスチルカメラやビデオカメラ
に用いられている公知の回路である。動き検出回路53、
比較器54および照度検出回路55の出力を蓄積時間設定回
路52に入力して蓄積時間を設定する。そして、照度が低
い時には蓄積時間を長く、動きがある時には蓄積時間を
短く設定する。
に用いられている公知の回路である。動き検出回路53、
比較器54および照度検出回路55の出力を蓄積時間設定回
路52に入力して蓄積時間を設定する。そして、照度が低
い時には蓄積時間を長く、動きがある時には蓄積時間を
短く設定する。
第11図は該蓄積時間設定回路52の一具体例を示す。該蓄
積時間設定回路52には、照度検出回路55から照度情報
が、動き検出回路53と比較器54から動き情報が供給され
る。動き情報は、例えば動きがある場合は“1"、動きが
ない場合は、“0"と定められている。照度情報は、例え
ば40dBのS/Nが得られる照度を標準照度E0として、この
ときの情報を“111111"とする。E0/2では“011111"、E0
/4では＝001111"となる。E0以上の照度では“111111"で
飽和される。
積時間設定回路52には、照度検出回路55から照度情報
が、動き検出回路53と比較器54から動き情報が供給され
る。動き情報は、例えば動きがある場合は“1"、動きが
ない場合は、“0"と定められている。照度情報は、例え
ば40dBのS/Nが得られる照度を標準照度E0として、この
ときの情報を“111111"とする。E0/2では“011111"、E0
/4では＝001111"となる。E0以上の照度では“111111"で
飽和される。
該蓄積時間設定回路52は第11図に示されているような論
理回路で構成されており、該回路52の出力の蓄積時間情
報は第１のパルス生成回路４に入力する。該第１のパル
ス生成回路４の中の蓄積時間制御回路が第10図のように
構成されているとすると、１倍の蓄積時間を得るには蓄
積時間情報を“1111110",2倍では“1111101"、64倍では
“0000001"とすればよい。
理回路で構成されており、該回路52の出力の蓄積時間情
報は第１のパルス生成回路４に入力する。該第１のパル
ス生成回路４の中の蓄積時間制御回路が第10図のように
構成されているとすると、１倍の蓄積時間を得るには蓄
積時間情報を“1111110",2倍では“1111101"、64倍では
“0000001"とすればよい。
第11図の実施例の真理表を第12図に示す。図中×印は
“1"でも“0"でも良いことを示す。
“1"でも“0"でも良いことを示す。
さて、被写体の動きが検出され、２つの動き情報のいず
れか、又は両方が“1"となった場合には、ノアゲート52
1により蓄積時間情報のLSBが“0"、インバータ522、オ
アゲート523〜527により他のビットが“1"となる。すな
わち蓄積時間情報は“1111110"となり、蓄積時間は標準
状態（ｍ＝１）となる。
れか、又は両方が“1"となった場合には、ノアゲート52
1により蓄積時間情報のLSBが“0"、インバータ522、オ
アゲート523〜527により他のビットが“1"となる。すな
わち蓄積時間情報は“1111110"となり、蓄積時間は標準
状態（ｍ＝１）となる。
また、動きがない場合でも照度がE0/2以上の場合は、同
様にｍ＝１となる。動きがなく、かつ照度がE0/2未満の
場合照度情報のMSBは“0"であるから、蓄積時間情報のL
SBは“1"、次のビットは“0"となるからｍは２以上にな
る。照度がE0/4以上であれば照度情報のMSBの次のビッ
トが“1"であるから、蓄積時間情報は“1111101"となり
ｍ＝２となる。
様にｍ＝１となる。動きがなく、かつ照度がE0/2未満の
場合照度情報のMSBは“0"であるから、蓄積時間情報のL
SBは“1"、次のビットは“0"となるからｍは２以上にな
る。照度がE0/4以上であれば照度情報のMSBの次のビッ
トが“1"であるから、蓄積時間情報は“1111101"となり
ｍ＝２となる。
同様に照度がE0/4未満E0/8以上のときはｍ＝４、E0/8未
満E0/16以上のときはｍ＝８、E0/16未満E0/32以上のと
きはｍ＝16、E0/32未満E0/64以上のときはｍ＝32、E0/6
4未満のときはｍ＝64となる。
満E0/16以上のときはｍ＝８、E0/16未満E0/32以上のと
きはｍ＝16、E0/32未満E0/64以上のときはｍ＝32、E0/6
4未満のときはｍ＝64となる。
このようにして、本実施例によれば低照度でもS/Nの良
い再生画を得ることができる。しかも動きがある場合に
は即座に蓄積時間が標準に戻して残像のない再生面を得
ることができる。
い再生画を得ることができる。しかも動きがある場合に
は即座に蓄積時間が標準に戻して残像のない再生面を得
ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、撮像素子の蓄積
時間をｍ倍にすることができ、ショット雑音は 倍、三角雑音はm3/2倍の感度向上を達成することができ
る。
時間をｍ倍にすることができ、ショット雑音は 倍、三角雑音はm3/2倍の感度向上を達成することができ
る。
また、被写体照度や被写体の動きに応じて、自動的に蓄
積時間を設定することができる。
積時間を設定することができる。
第１図、第４図、第７図および第８図はそれぞれ本発明
の第1,第2,第３および第４実施例のブロック図、第２図
および第３は前記第１実施例のタイミング図、第５図は
前記第２実施例のタイミング図、第６図は、第１図の第
１および第２フレームメモリの一具体例を示すブロック
図、第９図は第８図の撮像素子の一具体例を示す図、第
10図は前記第１〜４実施例の第１のパルス生成回路中に
設けられた蓄積時間制御回路の一具体例を示すブロック
図、第11図は第８図の蓄積時間設定回路の一具体例を示
す回路図、第12図は第11図の真理表を示す。 1,11,51……撮像素子、2,3,……第1,第２のフレームメ
モリ、20,21……第1,第２のラインメモリ、22,23……第
1,第２のフィールドメモリ、52……蓄積時間設定回路、
53……動き検出回路、55……照度検出回路、６……信号
処理回路
の第1,第2,第３および第４実施例のブロック図、第２図
および第３は前記第１実施例のタイミング図、第５図は
前記第２実施例のタイミング図、第６図は、第１図の第
１および第２フレームメモリの一具体例を示すブロック
図、第９図は第８図の撮像素子の一具体例を示す図、第
10図は前記第１〜４実施例の第１のパルス生成回路中に
設けられた蓄積時間制御回路の一具体例を示すブロック
図、第11図は第８図の蓄積時間設定回路の一具体例を示
す回路図、第12図は第11図の真理表を示す。 1,11,51……撮像素子、2,3,……第1,第２のフレームメ
モリ、20,21……第1,第２のラインメモリ、22,23……第
1,第２のフィールドメモリ、52……蓄積時間設定回路、
53……動き検出回路、55……照度検出回路、６……信号
処理回路
Claims (4)
- 【請求項１】固体撮像素子と、 該固体撮像素子の出力信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段の出力信号をディジタル信号に変換するアナ
ログ／ディジタル変換手段と、 該アナログ／ディジタル変換手段の出力信号を記憶する
画像記憶手段と、 該画像記憶手段の出力信号に所定の処理を施して映像信
号に変換するディジタル信号処理回路とからなる固体撮
像装置において、 該固体撮像装置の露光時間を該映像信号の面周期よりも
長くし得る制御手段と、 画像の動き量を検出する検出手段を設け、 前記制御手段により、前記画像の動き量が小さい時には
固体撮像装置の露光時間が長くなり、該画像の動き量が
大きい時には前記固体撮像装置の露光時間が短くなるよ
うに制御し、かつ画像の動き量に応じて該画像記憶手段
への書込み頻度を変えるようにしたことを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項２】ディジタル画像信号を出力する固体撮像素
子と、 該固体撮像素子の出力信号を記憶する画像記憶手段と、 該画像記憶手段の出力信号に所定の処理を施して映像信
号に変換するディジタル信号処理回路とからなる固体撮
像装置において、 該固体撮像装置の露光時間を該映像信号の面周期よりも
長くし得る制御手段と、 画像の動き量を検出する検出手段を設け、 前記制御手段により、前記画像の動き量が小さい時には
固体撮像装置の露光時間が長くなり、該画像の動き量が
大きい時には前記固体撮像装置の露光時間が短くなるよ
うに制御し、かつ画像の動き量に応じて該画像記憶手段
への書込み頻度を変えるようにしたことを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
固体撮像装置において、 画像の動き量に応じて露光時間を変える露光時間変更手
段を設けたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
固体撮像装置において、 被写体の明るさを検出する照度検出手段と、 被写体の明るさに応じて露光時間を変える露光時間変更
手段を設けたことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61225329A JPH0771238B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 固体撮像装置 |
| US07/100,233 US4819075A (en) | 1986-09-24 | 1987-09-23 | Solid state imaging apparatus with means for controlling signal accumulation period |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61225329A JPH0771238B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6380688A JPS6380688A (ja) | 1988-04-11 |
| JPH0771238B2 true JPH0771238B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=16827644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61225329A Expired - Lifetime JPH0771238B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4819075A (ja) |
| JP (1) | JPH0771238B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL89019A0 (en) * | 1989-01-20 | 1989-12-15 | Israel Aircraft Ind Ltd | Improved image intensifying system |
| US5168532A (en) * | 1990-07-02 | 1992-12-01 | Varian Associates, Inc. | Method for improving the dynamic range of an imaging system |
| DE69129008T2 (de) * | 1990-07-02 | 1998-08-20 | Varian Associates | Röntgenstrahlentherapiesimulator |
| JP2662455B2 (ja) * | 1990-09-13 | 1997-10-15 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置 |
| US5341228A (en) * | 1990-12-04 | 1994-08-23 | Research Corporation Technologies | Method and apparatus for halftone rendering of a gray scale image using a blue noise mask |
| US5111310A (en) * | 1990-12-04 | 1992-05-05 | Research Technologies Corporation, Inc. | Method and apparatus for halftone rendering of a gray scale image using a blue noise mask |
| US5420635A (en) * | 1991-08-30 | 1995-05-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Video camera, imaging method using video camera, method of operating video camera, image processing apparatus and method, and solid-state electronic imaging device |
| JP3413850B2 (ja) * | 1992-06-10 | 2003-06-09 | ソニー株式会社 | ビデオカメラ |
| US5523786A (en) * | 1993-12-22 | 1996-06-04 | Eastman Kodak Company | Color sequential camera in which chrominance components are captured at a lower temporal rate than luminance components |
| US5689623A (en) * | 1995-03-27 | 1997-11-18 | Optronics International Corporation | Spread spectrum digital screening |
| JP3730419B2 (ja) | 1998-09-30 | 2006-01-05 | シャープ株式会社 | 映像信号処理装置 |
| US6778210B1 (en) * | 1999-07-15 | 2004-08-17 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image pickup apparatus with blur compensation |
| US6963370B2 (en) * | 2001-09-24 | 2005-11-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for improving SNR in low illumination conditions in a CMOS video sensor system using a self-resetting digital pixel |
| US20060170816A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Silverstein D A | Method and system for automatically adjusting exposure parameters of an imaging device |
| JP5203692B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2013-06-05 | 三星電子株式会社 | 撮像方法、撮像装置及びプログラム |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3090829A (en) * | 1959-09-11 | 1963-05-21 | Bendix Corp | Television system utilizing beam pulsing to improve sensitivity at low light levels and coordinated means to eliminate flicker at the kinescope display |
| US4131919A (en) * | 1977-05-20 | 1978-12-26 | Eastman Kodak Company | Electronic still camera |
| JPS5778286A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-15 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Electronic camera |
| US4567524A (en) * | 1982-08-13 | 1986-01-28 | Rca Corporation | Smear reduction in CCD imagers using empty well clocking |
| US4631593A (en) * | 1982-12-14 | 1986-12-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Still picture recording apparatus and a solid-state image pickup device suitable for this apparatus |
| JPS60112376A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 撮像装置 |
| US4598321A (en) * | 1983-12-19 | 1986-07-01 | Rca Corporation | CCD imagers with registers partitioned for simultaneous charge transfers in opposing directions |
| US4719511A (en) * | 1984-04-04 | 1988-01-12 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Exposure controlling method for television camera |
| JPH0727106B2 (ja) * | 1984-12-20 | 1995-03-29 | 株式会社ニコン | カメラの焦点検出装置 |
| US4710816A (en) * | 1985-09-30 | 1987-12-01 | Nippon Kogaku K. K. | Picture signal generating apparatus |
| US4656518A (en) * | 1985-12-11 | 1987-04-07 | Rca Corporation | Field-transfer CCD imagers with poly-phase image registers, operated to provide pseudo line interlace on alternate fields |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP61225329A patent/JPH0771238B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-23 US US07/100,233 patent/US4819075A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4819075A (en) | 1989-04-04 |
| JPS6380688A (ja) | 1988-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |