JPS6362479A

JPS6362479A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS6362479A
Application number: JP61206645A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Isogawa; 五十川　俊明
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1986-09-02
Publication date: 1988-03-18
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH07121087B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、露光制御の可能な固体撮像装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、固体撮像素子のオーバフロードレイン電流を
検出し、この検出出力に応じて絞りを制御することによ
り、露光量を適確に制御するようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、電荷結合デバイス（以下ＣＯＤと省略する）のよ
うな固体撮像素子を用いて、動画の撮像を行なうテレビ
ジョンカメラ（ＴＶカメラ）並びに静止画の撮像を行な
うスチルカメラが知られている。

丈ず、第２図及び第３図を参照しながら、従来の′ｒ■
カメラについて説明する。

従来のＴＶカメラの構成例を第２図に示す。

第２図において、レンズ（１１及び絞り（２）を通過し
た入射光は、ＣＣＤ撮像素子（３）に導かれて、電気信
号に変換される。ＣＣＤ撮像素子（３）の出力は、各素
子のリセットの際に発生する不要成分を含むため、信号
分離回路（４）に供給されて、所望のデータ成分のみが
分離され、サンプルホールドされる。

信号分剤回路（４）の出力は画像信号処理回路（５）に
供給されζ、適宜の処理により、ＮＴＳＣ方式の］゛■
倍信号変換される。このＴＶ信号は、いずれも図示を省
略したモニタ及びＶＴＲに供給される。

また、信号分離回路（４）の出力は、クランプ回路（６
）を介して、検波回路（７）に供給される。通常、この
検波回路（７）ではピーク検波と平均値検波とを混合し
たような検波が行なわれる。また、その対象信号が、例
えば画面の中央部または画面の下部３／４等のように、
重み付けされることも多い。

検波回路（７）の直流出力は演算増幅器（８）の反転入
力端子に供給されて、非反転入力端子に接続された可調
整電圧源Ｅａの電圧と比較される。演算増幅′５（８）
の出力端子には、絞り駆動機構（９）のコイル（９ｃ）
を介して、基準電圧源Ｅｒが接続される。

この絞り駆動機構（９）は、図示を省略した永久磁石の
磁界内に可動コイル（９ｃ）が配設されており、基準重
圧源Ｅｒの基準電圧に対する演算増幅器（８）の出力電
圧の大、小に応じて、絞り（２）を開、閉するように構
成される。これにより、撮像素子（３）への入射光量が
一定になるように制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、簡単のために、第２図の従来例において、検
波回路（７）では重み付けの無い平均値検波が行なわれ
るとする。

この場合、第３図Ａに示すような低コントラストの被写
体からの入射光と、同図Ｂに示すように、これと総光量
が等しく、ハイライト部分がＣＣＤ撮像素子（３）の飽
和レベルＬｓに達するような高コントラストの被写体か
らの入射光とに対して、検波回路（７）の出力が同一レ
ベルとなり、絞り（２）は同じＦ値に制御される。これ
により、同図Ｂのハイライトの部分ではＣＣＤ撮像素子
（３）が飽和（過負荷）状態となり、被写体の画像寸法
が見かけ上増大するブルーミング現象が発生する。

更に、第３図Ｃに示すような、−層コントラストが高く
、部分的に飽和レベルＬｓを越えるような被写体に対し
ても、総光量が一定である限り、第２図の従来例では、
絞り（２）は同じＦ値に制御される。

そこで、可稠整亀圧＠　Ｅ　ａにより絞り設定レベルを
下げて、第３図Ｃに示すような高コントラストの被写体
の場合の飽和を回避しようとすると、同図Ａに示すよう
な低コントラストの被写体の場合の撮像素子（３）の出
力信号レベルが低下してＳ／Ｎが劣化してしまうという
問題があった。

逆に、低コントラストの被写体の場合、Ｓ／Ｎを改善す
るために、絞り設定レベルを上げると、同図Ｂに示すよ
うな臨界的な被写体の場合にも、損＠２素子（３）が完
全に飽和してしまうという問題があった。

上述のような、撮像素子の出力信号を絞り制御に用いた
、従来の固体撮像装置の問題点を解消するものとしては
、例えば、特開昭５８−１５４９７４号に示されるよう
に、別途に測光系を設け、入射光に応じて露出を決定す
るようにした「電子写真装置」が知られている。

次に、第４図及び第５図を参照しながら、他の従来例で
ある、この電子写真装置につい”Ｃ説明する。

第４図に他の従来例の構成を示す。この第４図において
、第２図に対応する部分には同一の符号を付して重複説
明を省略する。

第４図において、（１１）はクイックリターンミラー、
（１２）はシャッタであって、共に、レンズ（１１及び
撮像素子（３）間に配設される。（１３）はＣＣＤ撮像
素子であって、第５図に示すように、オーバフロードレ
インＯＤが設けられ、端子（１３ｓ）からの画像信号と
、端子（１３ｄ）からのオーバフロー出力とが露出制御
回路（１４）に供給される。露光制御回路（１４）から
の適正露出制御信号がシャッタ制御機構（１５）に供給
されて、シャッタ（１２）は適正露光となるシャッタ速
度で開閉される。

撮像素子（１３）がＴＶモードで駆動される場合、ｌ・
ランスファーゲートＴＧのスイッチング信号ＶＧ□、Ｖ
Ｇ２はそれぞれ１／３０秒間隔で発生され、従来のスチ
ルカメラのシャッタ速度と対応する、信号の蓄積時間は
ｌ／３０秒となる。そして、強い光が入射した時、受光
部Ｒに発生した過剰な信号電荷はオーバフロードレイン
ＯＤに流れ込み、これによってブルーミングの制御が行
なわれる。

スチル撮影時、撮像素子（１３）は、適正露光量を決定
しシャフタ速度を制御するための、測光用素子として使
われるが、その場合、１７３０秒以下で受光部が飽和し
てしまう場合が起り得る。このような場合に信号電荷の
みから露出決定はできない、そこで、被写体が明る過ぎ
て高速シャッタを使用するような場合においては、信号
出力とオーバフロー出力とを加算した信号が露出制御回
路（１４）に供給されて、露出が決定される。

ところが、第４図の電子写真装置は、スチル撮影の場合
、適正露出制御が可能ではあるが、測光素子として別の
ＣＣＤ撮像素子（１３）を用いているため、原価が大幅
に上昇するという問題があった。

更に、実際に撮像している撮像素子（３）の飽和情報を
必ずしも適確に得ることができないという問題があった
。

か＼る点に鑑み、本発明の目的は、原価の上昇を抑えな
がら、撮像素子自体からの確実な飽和情報を得て、通切
な露光制御を行なうことのできる固定撮像装置を提供す
るところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、画像情報を電気信号として取り出す固体撮像
装置のオーバフロードレイン電流を検出し、この検出出
力に応じて絞りを制御するようにした固体撮像装置であ
る。

〔作用〕

か＼る構成によれば、固体撮像素子自体からの飽和情報
を用いることができて、露光量が′ｉ！確に制御される
。

〔実施例〕

以下、第１図を参照しながら、本発明による固体撮像装
置の一実施例について説明する。

本発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１図に
おい°ζ、第２図及び第４図に対応する部分には同一の
符号を付して重複説明を省略する。

第１図において、ＣＣＤ撮ｉ素子（１３）の端子（１３
ｓ）から信号出力が信号分離回路（４）に供給される。

クランプ回路（６）を介して、信号分離回路（１４）の
出力を供給された検波回路（７）の出力が、エミッタホ
ロワ（１６）を介して、演算増幅器（８）の反転入力端
子に供給される。この演算増幅器（８）の非反転入力端
子には可変抵抗器（１７）の摺動子が接続され、この可
変抵抗器（１７）の一端は電源端子（１８）に接続され
、他端は接地される。

（２０）はオーバフロードレイン電流検出回路であって
、ｐｎｐ型トランジスタ（２１）を含み、このトランジ
スタ（２１）のベースとｃｃｃ＋＋Ｊｉ＆像素子（１３
）像幅子（１３ｄ）とが接続される。トランジスタ（２
１）のベース及びエミッタは、それぞれ抵抗器（２２）
及び（２３）を介して、電源端子（１８）に接続され、
トランジスタ（２１）のコレクタは、抵抗Ｗ（２４）を
介して、演算増幅器（８）の反転入力端子と接続される
。その余の構成は第２図の従来例と同様である。

本実施例の動作は次のとおりである。

撮像素子（１３）に強い光が入射すると、前述のように
、オーバフロードレイン（第５図参照）に過剰な信号電
荷が流れ込む、この信号電荷は負極性であるから、オー
バフロードレイン電流は、逆に電源端子（１８）から抵
抗Ｗ（２２）を通って、端子（１３ｄ）へと流れる。こ
れにより、ベース電位が下降して、トランジスタ（２１
）が導通状態となり、演算増幅器（８）の反転入力端子
の電位が上昇する。従って、演算増幅器（８）の出力端
子の電位が下降して、コイル（９ｃ）には、基準電圧源
Ｅｒから演算増幅器（８）の方向に電流が流れ、前述の
ように、絞り（２）が閉じられて飽和状態が解消され、
適正な露光状態が得られる。

なお、抵抗器（２２）及び（２３）の比率を適宜設定す
ることにより、トランジスタ（２１）が導通状態に転す
る、オーバフロードレイン電流検出点を制御することが
できる。

また、構成を簡単にするために、絞りを手動制御する場
合は、オーバフロードレイン電流を検出して、警告灯を
点灯させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、撮像素子自体のオ
ーバフロードレイン電流を検出することにより、撮像素
子の飽和情報が確実に得られるので、適切な露光制御を
行なうことのできる固体撮像装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による固体撮像装置の一実施例の構成を
示すブロック図、第２図は従来の固体撮像装置の構成例
を示すブロック図、第３図は第２図の従来例の動作を説
明するための波形図、第４図は従来の固体撮像装置の他
の構成例を示すブロック図、第５図は第４図の従来例の
要部の構成を示すブロック図である。（２）は絞り、（９）は絞り駆動機構、（１３）はＣ０
ＤＪｉ＠！素子、（２０）はオーバフロードレイン電流
検出回路、○Ｄはオーバフロードレインである。

Claims

【特許請求の範囲】

画像情報を電気信号として取り出す固体撮像素子のオー
バフロードレイン電流を検出し、この検出出力に応じて
絞りを制御するようにしたことを特徴とする固体撮像装
置。