(57)【要約】【課題】撮像装置において、各色チャンネルごとの出力信号比を等しくするために、各色チャンネルの撮像素子ごとに異なる蓄積時間で駆動させた場合に、動く対象の撮像時に対象の境界線に色の滲みが発生する問題がある。【解決手段】各色チャンネルの撮像素子ごとの蓄積開始時間と蓄積終了時間を変えて駆動させ、蓄積時間の異なる各チャンネルの蓄積期間の中心時刻を揃える。このように撮像素子を駆動させることにより、動く対象の撮像時の対象の境界線の滲みを減らすことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を緑・赤・青の各像に分離する光学色分離部と、
前記緑・赤・青の各像をそれぞれ異なる蓄積時間で蓄積し、それぞれ電気信号に変換して緑・赤・青の各信号を得る固体撮像素子と、
前記緑・赤・青用の各固体撮像素子に対してそれぞれ異なるタイミングで駆動するための駆動パルスを発生する駆動パルス発生部とを備え、
前記駆動パルス発生部は、前記緑・赤・青の各像に対する各蓄積時間の中心位置が一致するような駆動パルスを発生することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記駆動パルス発生部は、前記緑・赤・青用の各固体撮像素子のうち最も感度の低い固体撮像素子に対する蓄積開始時刻を最も早くするとともに蓄積終了時刻を最も遅くし、前記緑・赤・青用の各固体撮像素子のうち最も感度の高い固体撮像素子に対する蓄積開始時刻を最も遅くするとともに蓄積終了時刻を最も早くするようなタイミングで駆動することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記緑・赤・青用の各個体撮像素子の出力信号のタイミングを合わせるためのタイミング調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
複数の信号出力経路を持ち、各出力経路ごとに入射光をそれぞれ異なる蓄積時間で蓄積し、それぞれ電気信号に変換して出力経路ごとの信号を得る固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を各経路ごとにそれぞれ異なるタイミングで駆動するための駆動パルスを発生する駆動パルス発生部とを備え、
前記駆動パルス発生部は、前記各経路ごとの各蓄積時間の中心位置が一致するような駆動パルスを発生することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子の各経路ごとの信号出力のタイミングを合わせるためのタイミング調整部を備えたことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置において各色チャンネルごとの出力信号比を等しくする技術について説明する。一般的な３板式撮像装置を図５に示す。図５において１０１は光学色分離部であり、光学像を例えば、緑、赤、青などに色分離する。１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、それぞれ緑、赤、青チャンネル用の固体撮像素子であり、色分離された光学像をそれぞれの色ごとに電気信号に変換する。１０３は駆動パルス発生部であり、固体撮像素子を駆動するためのパルスを生成する。１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、それぞれ緑、赤、青チャンネル用のアナログデジタルコンバーターであり、固体撮像素子から出力される電気信号をデジタル信号に変換する。１０５は映像信号プロセス部であり、デジタル信号に変換された信号の白バランス補正、非線形処理などを行い、撮像装置から映像信号として出力される。
【０００３】
以上のように構成された一般的な撮像装置では各色ごとの撮像素子に感度の差がある。このため各色ごとの撮像素子の蓄積時間を等しく駆動した場合、個々の撮像素子から出力される信号比が異なることになり、ある色チャンネルの撮像素子にとって最適な蓄積時間であっても、別の色チャンネルの撮像素子にとっては最適な蓄積時間となるとは限らなくなる。例えば撮像装置への入射光量が大きい場合には高感度の色チャンネルの撮像素子は飽和してしまう場合がある。また白バランスを取るために映像信号プロセス部において信号増幅を行う際に、各色チャンネルごとに異なる増幅率にする必要があり、低感度の色チャンネルの信号に対しては増幅率が大きくなるため、ノイズも増幅され、ＳＮ比が悪化してしまう。
【０００４】
この問題を解決するための従来技術としては特許文献１に記載されたものが知られている。この従来技術では、各色チャンネルの固体撮像素子の電荷蓄積時間をそれぞれ独立に設定制御することができる。このため個々の色チャンネルごとの電荷蓄積時間を最適値に設定できる。図６に示すように一般的に感度の高い緑チャンネルの電荷蓄積時間を短くし、一般的に感度の低い青チャンネルの電荷蓄積時間を長くすることで、各チャンネルごとの出力信号比を等しくできる。この結果電荷蓄積量の飽和現象や、ＳＮの悪化を防ぐことができる。
【特許文献１】特開２０００−２７８７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の技術では、各色チャンネルごとに蓄積開始時間が異なるため、移動する対象を撮影した場合に、図７に示すように、対象物の境界線で色が滲んでしまう問題点がある。
【０００６】
本発明では蓄積開始時間と蓄積終了時間をそれぞれの色チャンネルごとに変え、蓄積期間の中心位置を揃えることで、従来技術の課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、光学像を緑・赤・青の各像に分離する光学色分離部と、前記緑・赤・青の各像をそれぞれ異なる蓄積時間で蓄積し、それぞれ電気信号に変換して緑・赤・青の各信号を得る固体撮像素子と、前記緑・赤・青用の各固体撮像素子に対してそれぞれ異なるタイミングで駆動するための駆動パルスを発生する駆動パルス発生部とを備え、前記駆動パルス発生部は、前記緑・赤・青の各像に対する各蓄積時間の中心位置が一致するような駆動パルスを発生することを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記駆動パルス発生部は、前記緑・赤・青用の各固体撮像素子のうち最も感度の低い固体撮像素子に対する蓄積開始時刻を最も早くするとともに蓄積終了時刻を最も遅くし、前記緑・赤・青用の各固体撮像素子のうち最も感度の高い固体撮像素子に対する蓄積開始時刻を最も遅くするとともに蓄積終了時刻を最も早くするようなタイミングで駆動することを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記緑・赤・青用の各個体撮像素子の出力信号のタイミングを合わせるためのタイミング調整部を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の撮像装置は、複数の信号出力経路を持ち、各出力経路ごとに入射光をそれぞれ異なる蓄積時間で蓄積し、それぞれ電気信号に変換して出力経路ごとの信号を得る固体撮像素子と、前記固体撮像素子を各経路ごとにそれぞれ異なるタイミングで駆動するための駆動パルスを発生する駆動パルス発生部とを備え、前記駆動パルス発生部は、前記各経路ごとの各蓄積時間の中心位置が一致するような駆動パルスを発生することを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記固体撮像素子の各経路ごとの信号出力のタイミングを合わせるためのタイミング調整部を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
各色チャンネルごとに固体撮像素子の蓄積時間が異なる場合において、蓄積開始時刻と、蓄積終了時刻を変えることで、各チャンネルごとの蓄積期間の中心位置を揃えることにより、動く対象を撮影した場合の対象物の境界線の色の滲みを、従来技術に比べて減少させる事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における撮像装置を示す構成図である。図１において、１は光学色分離部であり、撮像対象の光学像を、緑、赤、青の３色に分離する。２ａ、２ｂ、２ｃは、分離された光学像を電気信号に変換する、それぞれ緑、赤、青チャンネル用の固体撮像素子である。３は固体撮像素子を駆動するための駆動パルスを発生する、駆動パルス発生部である。それぞれの固体撮像素子の駆動タイミングを個別に設定できるように、駆動パルス発生部は、個々の固体撮像素子に独立して駆動パルスを送出できる。４ａ、４ｂ、４ｃはアナログデジタルコンバーターであり、固体撮像素子から出力された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。５ａ、５ｂ、５ｃはタイミング調整部であり、各固体撮像素子から異なる時刻に出力される信号を後段の映像信号処理プロセス部で同時刻に処理できるようにタイミングを揃える。６は映像信号プロセス部であり、各色チャンネルの信号レベルの補正、非線形処理等の信号処理を行い、映像信号として出力する。
【００１５】
次に、上記構成の本実施の形態における撮像素子の動作について説明する。各撮像素子の駆動パルスと蓄積タイミングとの関係を図２に示す。この図に示すように、感度の低い色チャンネル（ここでは青チャンネル）の固体撮像素子の蓄積開始時刻を他の色チャンネルより早くし、感度の高い色チャンネル（ここでは緑チャンネル）の固体撮像素子の蓄積開始時刻は遅くする。蓄積終了時刻も感度の高い色チャンネルの固体撮像素子を早くし、感度の低い色チャンネルの固体撮像素子を遅くする。このような動作タイミングにすることで、各色チャンネルの蓄積期間の中心位置を一致させる。これによって動く対象物を撮像したときに、図３に示すように、対象物の境界線の色の滲みを移動方向の前方と後方とに分散させることにより、１箇所あたりの色の滲みの面積が半分になって目立ちにくくなるため、色の滲みを減少させることができる。
【００１６】
なお以上の説明では光学色分離によって３系統に色分離を行い、３つの固体撮像素子を用いて光電変換を行っているが、これは３系統に限らず２系統以上に分けるようにしてもよい。
【００１７】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における撮像装置を示す構成図である。以下に、その動作、処理を説明する。
【００１８】
図４において、７は光学像を電気信号に変換する固体撮像素子である。固体撮像素子７は、緑、赤、青の３つの信号出力経路をもち、各出力経路ごとに独立に駆動できるようになっている。固体撮像素子に入る光学像は光学フィルターによって色分離され、分離された色は各経路ごとに電気信号に変換され出力される。４ａ、４ｂ、４ｃはアナログデジタルコンバーターであり、固体撮像素子から出力された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。８は固体撮像素子を駆動するための駆動パルスを発生する、駆動パルス発生部である。固体撮像素子のそれぞれの経路の駆動タイミングを個別に設定できるように、駆動パルス発生部８は、個々の経路に独立して駆動パルスを送出できる。５ａ、５ｂ、５ｃはタイミング調整部であり、各色チャンネルの蓄積終了時間の違いを補正する。各色チャンネルから出力される信号の出力時刻は異なっているため、これを補正する。６は映像信号プロセス部であり、各色チャンネルの信号レベルの補正、非線形処理等の信号処理を行い、映像信号として出力する。
【００１９】
次に、上記構成の本実施の形態における撮像装置の動作について説明する。各経路ごとの駆動タイミングは、図２に示す実施の形態１のタイミングと同様に、感度の低い色チャンネルの蓄積開始時刻を他の色チャンネルより早くする、一方感度の高い色チャンネルの蓄積開始時刻は遅くする。蓄積終了時刻も感度の高い色チャンネルを早くし、感度の低い色チャンネルを遅くする。このような動作タイミングにすることで、各色チャンネルの蓄積期間の中心位置を一致させる。これによって、実施の形態１と同様に、動く対象物を撮像したときに対象物の境界線の色の滲みを減少させることができる。
【００２０】
なお以上の説明では光学色分離によって３系統に色分離を行い、３つの固体撮像素子を用いて光電変換を行っているが、これは３系統に限らず２系統以上に分けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明にかかる撮像装置は、各色チャンネルごとに固体撮像素子の蓄積時間を違えた撮像装置の画質向上として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる撮像装置の電荷蓄積タイミング図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる撮像装置における移動物体のイメージ図
【図４】本発明の実施の形態２にかかる撮像装置の構成図
【図５】従来の撮像装置の構成図
【図６】従来の撮像装置の電荷蓄積タイミング図
【図７】従来の撮像装置における移動物体のイメージ図
【符号の説明】
【００２３】
１  光学色分離部
２ａ〜２ｃ  固体撮像素子
３  駆動パルス発生部
４ａ〜４ｃ  アナログデジタルコンバーター
５ａ〜５ｃ  タイミング調整部
６  映像信号プロセス部
７  固体撮像素子
８  駆動パルス発生部
１０１  光学色分離部
１０２ａ〜１０２ｃ  固体撮像素子
１０３  駆動パルス発生部
１０４ａ〜１０４ｃ  アナログデジタルコンバーター
１０５  映像信号プロセス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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