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JPH0815324B2 - Solid-state imaging device for TV - Google Patents
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JPH0815324B2 - Solid-state imaging device for TV - Google Patents

Solid-state imaging device for TV

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JPH0815324B2
JPH0815324B2 JP62143208A JP14320887A JPH0815324B2 JP H0815324 B2 JPH0815324 B2 JP H0815324B2 JP 62143208 A JP62143208 A JP 62143208A JP 14320887 A JP14320887 A JP 14320887A JP H0815324 B2 JPH0815324 B2 JP H0815324B2
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image sensor
flicker
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビ用固体撮像装置に関し、特に走査周
期と照明の点灯周波数の非同期によって生ずるフリッカ
ー現象を解消したテレビ用固体撮像装置を提供するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state image pickup device for a television, and more particularly to a solid-state image pickup device for a television which eliminates a flicker phenomenon caused by the asynchronous scanning cycle and lighting lighting frequency. It is a thing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

集積回路を中心とする固体デバイス技術の大きな発展
の中で、撮像素子の固体化も急速に進んでいる。固体撮
像装置にも、光電変換、蓄積、走査の基本的な3機能が
必要であるが、走査には、撮像管のように電子ビームを
使わず、回路的にパルスを送ってモザイク状に独立した
画素をつぎつぎにスイッチしていく。このように画素の
配列が固定されていて、パルスの送り時間がクロックで
きっちりおさえられているので、光学系で生ずるひずみ
を除けば図形ひずみは非常に少ない。したがって、計測
や図形認識など、幾何学的な精度が必要な用途には有利
である。また、固体撮像装置はICのパッケージに入れら
れていて、小形軽量で丈夫であり、振動にも強く、低消
費電力で信頼性があるなどの特徴をもっている。
Along with the great development of solid-state device technology centered on integrated circuits, solid-state imaging devices are rapidly advancing. The solid-state imaging device also requires three basic functions of photoelectric conversion, storage, and scanning, but scanning does not use an electron beam like an image pickup tube, but sends a pulse in a circuit to independently form a mosaic. The selected pixels are switched one after another. Since the pixel arrangement is fixed and the pulse sending time is controlled by the clock as described above, the distortion of the figure is very small except the distortion caused by the optical system. Therefore, it is advantageous for applications requiring geometrical accuracy such as measurement and figure recognition. In addition, the solid-state imaging device is housed in an IC package, and is characterized by its small size, light weight, robustness, vibration resistance, low power consumption, and reliability.

従来のこのような固体撮像装置は、特に日本において
はNTSC標準テレビ方式に準拠しているので、固体撮像素
子の走査は1/60秒周期で行われている。その場合、従来
のMOS型固体撮像素子やインターライン型のCCD(電荷結
合素子)あるいはフレームトランスファー型のCCDで
は、蓄積期間が1/60秒もしくは1/30秒となっていた。一
方、関東地方では電源周波数が50Hzであるので、照明
(特に、蛍光灯)の点灯周期と、固体撮像素子の走査周
期が同期しないために、20Hzのフリッカーが生じてい
た。このフリッカー現象は再生画面上では非常に気にな
る現象であり、特に固体撮像素子の残像特性を改善すれ
ばするほど、フリッカーが目立ってくるというやっかい
な問題となっていた。
Since such a conventional solid-state image pickup device complies with the NTSC standard television system, especially in Japan, the scanning of the solid-state image pickup device is performed at a 1/60 second cycle. In that case, in the conventional MOS type solid-state imaging device, interline type CCD (charge coupled device) or frame transfer type CCD, the accumulation period was 1/60 seconds or 1/30 seconds. On the other hand, in the Kanto region, since the power supply frequency is 50 Hz, the lighting cycle of the lighting (especially the fluorescent lamp) and the scanning cycle of the solid-state image sensor are not synchronized, so that 20 Hz flicker occurs. This flicker phenomenon is a very noticeable phenomenon on the reproduction screen, and the more the improvement in the afterimage characteristic of the solid-state image pickup element is caused, the more flicker becomes conspicuous.

ところが近年、1/60〜1/15750秒の間で自由に信号蓄
積時間を換えられるような固体撮像素子が開発された。
そのような固体撮像素子の代表的な構造例を第6図及び
第7図に示す。
However, in recent years, a solid-state image sensor has been developed in which the signal storage time can be freely changed within the range of 1/60 to 1/15750 seconds.
A typical structure example of such a solid-state imaging device is shown in FIGS. 6 and 7.

第6図に示すものは蓄積時間可変型のMOS型固体撮像
素子であるが、この固体撮像素子は掃き出し用の垂直シ
フトレジスタ100と読出し用の垂直シフトレジスタ101の
2つの垂直レジスタを有しているのが特徴であり、信号
読出し走査に先行させて余剰な信号の掃き出し走査を行
っている。この先行走査により、各ホトダイオード102
は信号読出しの前に一度リセットされ再び信号(電荷)
の蓄積を開始する。したがって、素子出力に係わる実効
的な蓄積時間は、再び蓄積を開始した時点から読出され
るまでの時間、即ち両走査間の位相差となる。この位相
差は、2ケの垂直シフトレジスタ100と101の各スタート
パルスのタイミングを互いに変えることにより可変とな
り、よってこの固体撮像素子によれば1水平走査期間tH
を単位に容易に蓄積時間を変えることが可能となる。
The one shown in FIG. 6 is a MOS type solid-state image pickup device with a variable storage time. This solid-state image pickup device has two vertical registers, a vertical shift register 100 for sweeping and a vertical shift register 101 for reading. The feature is that the excess signal sweeping scanning is performed prior to the signal reading scanning. By this preceding scan, each photodiode 102
Is reset once before the signal is read out and the signal (charge) is restored
Start accumulating. Therefore, the effective accumulation time related to the element output is the time from the time when the accumulation is started again until the reading, that is, the phase difference between both scans. This phase difference becomes variable by mutually changing the timings of the start pulses of the two vertical shift registers 100 and 101. Therefore, according to this solid-state image sensor, one horizontal scanning period t H
It is possible to easily change the accumulation time in units of.

第7図はFIT(フレームインターライン転送)型CCDと
呼ばれる構造の蓄積時間可変型のCCD型の固体撮像素子
を示し、第8図はそのFIT型CCDを用いて蓄積時間を可変
するためのタイミングを示す。このFIT構造のCCDでは水
平ブランキング期間中に撮像部のフォトダイオード110
から垂直CCD111に不要電荷を移し、信号電荷の蓄積に入
る。この間、撮像部の垂直CCD111に移された不要電荷
は、ブランキング期間および垂直ブランキング期間を利
用してドレイン部113へ掃き出される。一定の信号蓄積
期間T3の後、フォトダイオード110の信号電荷は撮像部
の垂直CCD111に移され、期間T2において蓄積部112へフ
レーム転送される。蓄積部112へ移された信号電荷は1
ライン毎に読出しレジスタ114へ移され、順次外部へ読
出される。よって、このような構造のCCDを用いた場合
も、1水平周期きざみで任意に蓄積期間を可変にするこ
とができる。
FIG. 7 shows a CCD type solid-state image sensor with a variable storage time CCD having a structure called a FIT (frame interline transfer) CCD, and FIG. 8 shows the timing for varying the storage time using the FIT CCD. Indicates. In the CCD of this FIT structure, the photodiode 110 of the image pickup unit is provided during the horizontal blanking period.
The unnecessary charges are transferred from the vertical CCD 111 to the vertical CCD 111, and the signal charges are stored. During this time, the unnecessary charges transferred to the vertical CCD 111 of the image pickup section are swept out to the drain section 113 using the blanking period and the vertical blanking period. After the constant signal accumulation period T3, the signal charges of the photodiode 110 are transferred to the vertical CCD 111 of the image pickup unit, and are frame-transferred to the accumulation unit 112 in the period T2. The signal charge transferred to the storage unit 112 is 1
Each line is transferred to the read register 114 and sequentially read out. Therefore, even when the CCD having such a structure is used, the accumulation period can be arbitrarily changed in steps of one horizontal period.

このような蓄積期間を制御できる構造の固体撮像素子
を用いて、50Hz地域でのフリッカー現象を解消すること
ができ得る。すなわち、第9図に示すように、固体撮像
素子の蓄積時間を1/100秒にすれば、50Hzで蛍光灯が点
灯されている場合でも、蓄積期間内では本図の斜線部で
示されるように積分された光量はどのフィールドでも一
定になる。このことによって電源周波数が50Hzの地域で
のフリッカーを除去することができる。
It is possible to eliminate the flicker phenomenon in the 50 Hz region by using a solid-state image sensor having a structure capable of controlling the accumulation period. That is, as shown in FIG. 9, if the accumulation time of the solid-state image sensor is set to 1/100 second, even if the fluorescent lamp is turned on at 50 Hz, the shaded area in this figure indicates during the accumulation period. The amount of light integrated into is constant in any field. This makes it possible to eliminate flicker in areas where the power supply frequency is 50 Hz.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このように蓄積時間を1/100秒にする
ことによって電源周波数が50Hzの地域でのフリッカーを
除去することができるが、逆にフリッカーの発生の問題
のない60Hz地域でも蓄積時間を1/100秒とすると、1/60
秒の蓄積期間でも問題がないにもかかわらず、蓄積時間
を短くすることによって感度を低下させてしまうという
ことになる。だからといって、蓄積時間の切換え用手動
スイッチを設けるようにすることは走査を煩雑にするだ
けで、スイッチの入れ忘れなど実用上の問題がある。
However, by setting the storage time to 1/100 second in this way, flicker can be removed in the area where the power supply frequency is 50 Hz, but conversely, even in the 60 Hz area where there is no problem of flicker, the storage time is reduced to 1/100 seconds. 100 seconds, 1/60
Even if there is no problem even in the second storage period, the sensitivity will be reduced by shortening the storage time. However, providing a manual switch for switching the accumulation time only complicates scanning, and there is a practical problem such as forgetting to turn on the switch.

本発明は、上述の問題点に鑑み、操作を煩雑にするこ
となくフリッカー現象の発生の解消と高感度の維持を図
ることのできるテレビ用固体撮像装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device for a television capable of eliminating the occurrence of a flicker phenomenon and maintaining high sensitivity without complicating the operation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる目的を達成するために、本発明は駆動信号のタ
イミングにより信号蓄積時間が可変となる固体撮像素子
と、該固体撮像素子により撮像される被写体を照明する
照明手段の点灯周波数が前記固体撮像素子の走査周波数
と同期しているか否かを検出するために、被写体の明る
さに対応する信号を垂直走査周期毎に検出すると共にこ
の垂直走査周期毎の検出出力を互いに比較演算する第1
の比較演算手段(10)と、該比較演算手段からの出力を
所定の規準値と比較する第2の比較演算手段(12)と、
該第2の比較演算手段の出力により非同期成分が所定レ
ベル以上であることが検出された場合にフリッカが生じ
ないように前記固体撮像素子の蓄積時間を前記照明手段
の点灯周期とし、非同期成分が所定レベルより少ないこ
とが検出された場合に前記固体撮像素子の蓄積時間を前
記垂直走査周期とすることにより感度を高めるように切
り換える切り換え手段と、を具備したことを特徴とす
る。
In order to achieve such an object, the present invention provides a solid-state image sensor whose signal storage time is variable according to the timing of a drive signal, and a lighting frequency of a lighting unit which illuminates an object imaged by the solid-state image sensor is the solid-state image sensor. In order to detect whether or not it is synchronized with the scanning frequency of 1st, a signal corresponding to the brightness of the subject is detected for each vertical scanning cycle, and the detection outputs for each vertical scanning cycle are compared with each other.
And a second comparison calculation means (12) for comparing the output from the comparison calculation means with a predetermined reference value,
The accumulation time of the solid-state image pickup device is set as the lighting period of the illumination means so that flicker does not occur when it is detected by the output of the second comparison operation means that the asynchronous component is equal to or higher than a predetermined level, and the asynchronous component is When it is detected that the amount is less than a predetermined level, the switching time is switched to increase the sensitivity by setting the accumulation time of the solid-state image sensor to the vertical scanning period.

[作用] 本発明は、上記構成により、照明手段の点灯周波数が
固体撮像素子の走査周波数と同期しているか否かを検出
手段で垂直走査周期毎に自動的に検出し、非同期である
と検出された場合にはフリッカが生じないように固体撮
像素子の蓄積時間を照明手段の点灯周期とし、同期して
いると検出された場合には固体撮像素子の蓄積時間を垂
直走査周期とすることにより感度を高めるように切替手
段で自動的に切り替えるようにしたので、走査を煩雑に
することなくフリッカ現象の発生の解消と高感度の維持
を図ることができ、最適な撮像を可能とすることができ
る。
[Operation] According to the present invention, with the above configuration, the detecting means automatically detects whether or not the lighting frequency of the illuminating means is in synchronization with the scanning frequency of the solid-state image pickup device at every vertical scanning cycle, and detects that it is asynchronous. In this case, the accumulation time of the solid-state image sensor is set as the lighting period of the illumination means so that flicker does not occur, and when the synchronization is detected, the accumulation time of the solid-state image sensor is set as the vertical scanning period. Since the switching means automatically switches to increase the sensitivity, it is possible to eliminate the occurrence of the flicker phenomenon and maintain the high sensitivity without complicating the scanning, and it is possible to achieve optimum imaging. it can.

すなわち、本発明では、例えばNTSC標準テレビ方式の
場合に、商用交流周波数50Hzにより駆動される螢光灯に
基づくフリッカが検出されたら、nHzの商用周波数の場
合の点灯周波数は、2nHnとなるので、固体撮像素子の蓄
積時間を1/100秒とし、例えば屋外時または螢光灯下で
あっても商用周波数と走査周波数が同期しているとき
(商用周波数が60Hzのとき)には固体撮像素子の蓄積時
間を1/60とするように切り替えるようにしたので、50Hz
地域におけるフリッカは除去され、かつ60Hz地域では高
感度が維持される。同様に、本発明では、PAL,SECAM方
式の場合に、商用周波数50Hzで蓄積時間が1/50秒に、商
用周波数60Hzで蓄積時間が1/120秒に自動的に切り替え
られる。
That is, in the present invention, for example, in the case of the NTSC standard television system, if a flicker based on a fluorescent lamp driven by a commercial AC frequency of 50 Hz is detected, the lighting frequency in the case of a commercial frequency of nHz is 2nHn. The accumulation time of the solid-state image sensor is set to 1/100 second. For example, when the commercial frequency and the scanning frequency are synchronized (when the commercial frequency is 60 Hz) even outdoors or under fluorescent light, Since the switching is made so that the accumulation time is 1/60, 50Hz
Flicker in the area is eliminated and high sensitivity is maintained in the 60Hz area. Similarly, in the present invention, in the case of the PAL / SECAM system, the storage time is automatically switched to 1/50 second at a commercial frequency of 50 Hz and 1/120 second at a commercial frequency of 60 Hz.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明実施例の基本構成を示す。本図におい
て、aは固体撮像素子であり、駆動信号のタイミングに
より信号蓄積時間が可変となる。bは検出手段であり、
固体撮像素子aにより撮像される被写体を照明する照明
手段dの点灯周波数が固体撮像素子aの走査周期と同期
しているか否かを検出する。cは切替手段であり、検出
手段にbにより非同期であることが検出された場合にフ
リッカが生じないように固体撮像素子aの蓄積時間を照
明手段dの点灯周期とし、同期していることが検出され
た場合に固体撮像素子aの蓄積時間を走査周期による垂
直期間とすることにより感度を高めるように切り替え
る。
FIG. 1 shows the basic configuration of the embodiment of the present invention. In the figure, a is a solid-state image sensor, and the signal storage time is variable depending on the timing of the drive signal. b is a detection means,
It is detected whether or not the lighting frequency of the illumination means d for illuminating the object imaged by the solid-state image sensor a is synchronized with the scanning cycle of the solid-state image sensor a. Reference numeral c is a switching means, and the accumulation time of the solid-state image pickup device a is set as a lighting cycle of the lighting means d so that flicker does not occur when the detection means detects that it is asynchronous, and the switching means is synchronized. When it is detected, the accumulation time of the solid-state image sensor a is set to a vertical period based on the scanning cycle to switch the sensitivity so as to increase the sensitivity.

第2図は本発明の一実施例の回路構成を示す。本図に
おいて、1は被写体の映像を結像するレンズ、2は入射
光量を調節する絞り、3は第6図または第7図に示すよ
うな蓄積時間可変型の固体撮像素子、4は固体撮像素子
3を駆動するドライブ回路、5はドライブ回路4の駆動
タイミングを発生するタイミング発生回路である。6は
固体撮像素子3の出力信号を処理してビデオ信号を出力
する信号処理回路である。
FIG. 2 shows the circuit configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a lens for forming an image of a subject, 2 is a diaphragm for adjusting the amount of incident light, 3 is a solid-state image pickup device of variable storage time as shown in FIG. 6 or 7, and 4 is solid-state image pickup. A drive circuit 5 for driving the element 3 is a timing generation circuit for generating drive timing of the drive circuit 4. A signal processing circuit 6 processes the output signal of the solid-state image sensor 3 and outputs a video signal.

7は固体撮像素子3の出力信号を1垂直走査期間積分
する積分回路、8は積分回路7の出力を常に一定にする
ように絞り2を制御するオートアイリス回路である。22
は積分回路7の出力をA/D(アナログ・ディジタル)変
換するA/D変換回路、9はA/D変換回路22でディジタル値
に変換された積分値を1垂直走査期間毎に記憶するメモ
リ、10はA/D変換回路22から直接得られる現フィールド
の積分値とメモリ9に記憶されている前フィールドの積
分値との差をとる減算回路、11は減算回路11の出力を1
垂直走査期間毎に積算する積算回路、12は積算回路11の
出力をあらかじめ定めた基準値発生回路13の基準値と比
較する比較回路である。14はこの比較回路12の動作に時
間制限を与えるタイマー回路、15はタイマー回路14やタ
イミング発生回路5等へ電源を供給する電源回路、およ
び16は電源回路15の開閉を行う電源スイッチである。
Reference numeral 7 is an integrating circuit for integrating the output signal of the solid-state image pickup device 3 for one vertical scanning period, and reference numeral 8 is an auto iris circuit for controlling the diaphragm 2 so that the output of the integrating circuit 7 is always constant. twenty two
Is an A / D conversion circuit for A / D (analog / digital) converting the output of the integration circuit 7, and 9 is a memory for storing the integrated value converted into a digital value by the A / D conversion circuit 22 for each vertical scanning period. , 10 is a subtraction circuit that takes the difference between the integrated value of the current field obtained directly from the A / D conversion circuit 22 and the integrated value of the previous field stored in the memory 9, and 11 is the output of the subtraction circuit 11.
An integrating circuit for integrating every vertical scanning period, and a comparing circuit 12 for comparing the output of the integrating circuit 11 with a reference value of a predetermined reference value generating circuit 13. Reference numeral 14 is a timer circuit that gives a time limit to the operation of the comparison circuit 12, 15 is a power supply circuit that supplies power to the timer circuit 14 and the timing generation circuit 5, and 16 is a power switch that opens and closes the power supply circuit 15.

次に、第2図の本実施例の動作について説明する。以
上の構成において、電源スイッチ16を投入すると、撮像
装置全体に電源が供給されるとともに、回路が安定する
のを待ってからタイマー回路14がONになり、比較回路12
の比較動作が開始される。また、固体撮像素子3の蓄積
時間は投入時で、1/1000秒程度の短秒時に設定されてい
る。
Next, the operation of this embodiment shown in FIG. 2 will be described. In the above configuration, when the power switch 16 is turned on, power is supplied to the entire imaging device, and the timer circuit 14 is turned on after waiting for the circuit to stabilize, and the comparison circuit 12
The comparison operation of is started. The accumulation time of the solid-state image sensor 3 is set to a short time of about 1/1000 second at the time of closing.

固体撮像素子3の出力は1垂直走査期間だけ積分回路
7に積分される。積分回路7の出力はオートアイリス回
路8に送られて、積分回路7の出力が常に一定になるよ
うにオートアイリス回路8の制御信号により絞り2が制
御される。
The output of the solid-state image sensor 3 is integrated by the integration circuit 7 for one vertical scanning period. The output of the integrating circuit 7 is sent to the auto iris circuit 8, and the diaphragm 2 is controlled by the control signal of the auto iris circuit 8 so that the output of the integrating circuit 7 is always constant.

また、積分回路7の1垂直走査期間内における積分結
果はA/D変換回路22でディジタル値に変換され、メモリ
9に記憶される。積分回路7のディジタル出力からメモ
リ9の読み出し出力が減算回路10によって減算され、そ
の結果得られる1垂直走査期間毎の信号の積分値の差が
積算回路11に積算される。
The integration result of the integrating circuit 7 within one vertical scanning period is converted into a digital value by the A / D converting circuit 22 and stored in the memory 9. The reading output of the memory 9 is subtracted from the digital output of the integrating circuit 7 by the subtracting circuit 10, and the resulting difference in the integrated value of the signal for each vertical scanning period is integrated in the integrating circuit 11.

このとき、走査周期1/60秒で1/1000秒間信号を蓄積し
た場合の電源周波数が50Hzだとすると、第3図の波形A
の斜線部分で示すように、3V(垂直走査期間)に1回毎
に積分値は等しくなるが、1V毎に積分値が等しくならな
いので、積算回路11にフリッカー成分が蓄積される。従
って、積算回路11の出力を比較回路12において基準値発
生回路13とタイマー回路14で定められた所定時間比較
し、積算回路11から得られる積算フリッカー成分が基準
値を超えたら、フリッカーが発生していると判断し、比
較回路12からの判定信号によりタイミング発生回路5の
出力タイミングを切替え、ドライブ回路4を介して固体
撮像素子3の蓄積時間を1/100秒に設定する。
At this time, if the power supply frequency is 50 Hz when the signal is accumulated for 1/1000 seconds with a scanning cycle of 1/60 seconds, the waveform A in FIG.
As indicated by the shaded area, the integrated value becomes equal every 3V (vertical scanning period), but the integrated value does not become equal every 1V, so the flicker component is accumulated in the integrating circuit 11. Therefore, the output of the integration circuit 11 is compared in the comparison circuit 12 for a predetermined time determined by the reference value generation circuit 13 and the timer circuit 14, and if the integrated flicker component obtained from the integration circuit 11 exceeds the reference value, flicker occurs. The output timing of the timing generation circuit 5 is switched according to the determination signal from the comparison circuit 12, and the accumulation time of the solid-state image sensor 3 is set to 1/100 second via the drive circuit 4.

一方、電源周波数が60Hzの場合には、走査周期1/60秒
で1/1000秒蓄積としても第3図の波形Bの鎖線部分で示
すように、積分回路7の出力は常に一定となるので、後
段の積分回路11の出力も増加しない。このため、タイマ
ー回路14で設定された時間内に比較回路12でフリッカー
成分は検出されない。従ってこの場合は固体撮像素子3
の蓄積時間はタイミング発生回路5を通じて1/60秒に設
定される。
On the other hand, when the power source frequency is 60 Hz, the output of the integrating circuit 7 is always constant as shown by the chain line portion of the waveform B in FIG. 3 even if the scanning cycle is 1/60 second and the storage is 1/1000 second. The output of the integrating circuit 11 at the subsequent stage does not increase. Therefore, the flicker component is not detected by the comparison circuit 12 within the time set by the timer circuit 14. Therefore, in this case, the solid-state image sensor 3
The accumulation time is set to 1/60 second through the timing generation circuit 5.

また、オートアイリス回路8は積分回路7の出力を常
に一定に保つように働くが、通常不自然感を除くために
追従時定数を十分長くとっているので、比較回路12にお
けるフリッカー成分の検出を妨げるようになことはな
い。また、電源投入時には固体撮像素子3の蓄積時間は
1/1000秒に設定されるが、フリッカーの検出には数秒と
かからないので全く実用上問題は生じない。
Further, the auto iris circuit 8 works to keep the output of the integrating circuit 7 constant at all times, but normally the follow-up time constant is set to be sufficiently long in order to remove the unnatural feeling, so that the detection of the flicker component in the comparison circuit 12 is hindered. There is no such thing. Further, when the power is turned on, the accumulation time of the solid-state image sensor 3 is
It is set to 1/1000 seconds, but it does not take a few seconds to detect flicker, so there is no problem in practical use.

第4図は本発明の他の実施例の回路構成を示す。本実
施例では、第2図のオートアイリス回路8と積算回路11
との間に新たな比較回路17と基準値発生回路18とを接続
し、オートアイリス回路8の出力と基準値発生回路18の
あらかじめ定めた基準値とを比較することによって、オ
ートアイリス回路8の出力に大きな変化があった場合、
すなわち被写体の明るさが大きく変わった時には比較回
路17の出力により積算回路11におけるフリッカーの積算
を1時的に禁止するようにした点が第2図の実施例と異
っている。この積算禁止機能によって、撮像装置を移動
したときに生じるような被写体の急激な明度変化をフリ
ッカーとして積算してしまうようなことがなくなるの
で、フリッカーの検出誤差が小さくなる利点が得られ
る。
FIG. 4 shows a circuit configuration of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the auto iris circuit 8 and the integrating circuit 11 shown in FIG.
A new comparison circuit 17 and a reference value generation circuit 18 are connected between and, and the output of the auto iris circuit 8 is compared with the predetermined reference value of the reference value generation circuit 18 to obtain the output of the auto iris circuit 8. If there is a big change,
That is, this is different from the embodiment of FIG. 2 in that the output of the comparison circuit 17 temporarily prohibits the integration of flicker in the integration circuit 11 when the brightness of the subject changes significantly. This integration prohibition function eliminates the possibility of accumulating a sudden change in brightness of a subject as a flicker that occurs when the imaging device is moved, and thus has an advantage of reducing a flicker detection error.

第5図はホワイトバランス用センサから光源の周波数
を検知するようにした本発明の更に他の実施例の回路構
成を示す。本図において、19はホワイトバランス用に被
写体を照明する照明光の色温度を検出するホワイトバラ
ンス用センサであり、赤、緑、青色を検知する3つのセ
ンサを用いる場合と、赤と青とを検知する2つのセンサ
を用いる場合とがあるが、どちらを用いてもよい。20は
ホワイトバランス制御回路であり、ホワイトバランス用
センサ19の出力から色温度を検出し、検出した色温度に
応じて信号処理回路6におけるR(赤)、B(青)のゲ
インを制御することによってホワイトバランスを調節す
る。
FIG. 5 shows a circuit configuration of still another embodiment of the present invention in which the frequency of the light source is detected by the white balance sensor. In the figure, 19 is a white balance sensor that detects the color temperature of the illumination light that illuminates the subject for white balance, and uses three sensors that detect red, green, and blue, and red and blue. In some cases, two sensors for detection are used, but either one may be used. A white balance control circuit 20 detects the color temperature from the output of the white balance sensor 19 and controls the R (red) and B (blue) gains in the signal processing circuit 6 according to the detected color temperature. To adjust the white balance.

21はサンプリング回路であり、1/60秒に1回、例えば
1msの期間ホワイトバランス用センサ19の出力をサンプ
リングする。22はサンプリング回路21の出力をA/D変換
するA/D変換回路であり、A/D変換回路22の出力は積分回
路7の出力に代ってメモリ9および減算回路10に供給さ
れる。また、タイミング発生回路5から積算回路11と比
較回路12にリセット信号が出力される。
21 is a sampling circuit, which is once every 1/60 second, for example
The output of the white balance sensor 19 is sampled for a period of 1 ms. 22 is an A / D conversion circuit for A / D converting the output of the sampling circuit 21, and the output of the A / D conversion circuit 22 is supplied to the memory 9 and the subtraction circuit 10 instead of the output of the integration circuit 7. Further, a reset signal is output from the timing generation circuit 5 to the integration circuit 11 and the comparison circuit 12.

次に、第5図の本実施例の動作を説明する。サンプリ
ング回路21によってホワイトバランス用センサ19のいず
れか1色の出力を1/60秒に1回、1ms程度の期間サンプ
リングし、そのサンプリング値をA/D変換回路22でA/D変
換後、メモリ9に記憶する。メモリ9に記憶されたサン
プリング値と、メモリ9に記憶される前のサンプリング
値との差を減算回路10で減算することによって、1垂直
走査期間毎の光量の変化をフリッカ量として積算回路11
に積算していく。さらに、第4図の実施例とほぼ同様に
して積算回路11から得られるフリッカ積算量を比較回路
12においてタイミング発生回路5で定められたタイミン
グ信号発生周期で基準値発生回路13の基準値と比較し、
比較回路12でフリッカーが検出されたと判定された場合
には比較回路12の切替信号によりタイミング発生回路
5、ドライブ回路4を介して固体撮像素子3の蓄積時間
を1/100秒に設定する。
Next, the operation of this embodiment shown in FIG. 5 will be described. The sampling circuit 21 samples the output of any one color of the white balance sensor 19 once every 1/60 second for a period of about 1 ms, and after the sampling value is A / D converted by the A / D conversion circuit 22, it is stored in the memory. Store in 9. By subtracting the difference between the sampling value stored in the memory 9 and the sampling value before being stored in the memory 9, the subtraction circuit 10 subtracts the change in the light amount for each vertical scanning period as the flicker amount, and the integration circuit 11
Will be added to. Further, the flicker integration amount obtained from the integration circuit 11 is compared with the comparison circuit in substantially the same manner as the embodiment of FIG.
At 12, the timing signal generation cycle determined by the timing generation circuit 5 is compared with the reference value of the reference value generation circuit 13,
When it is determined that the flicker is detected by the comparison circuit 12, the accumulation time of the solid-state image sensor 3 is set to 1/100 second via the timing generation circuit 5 and the drive circuit 4 by the switching signal of the comparison circuit 12.

また、比較回路12での判定が終ったと同時に、タイミ
ング発生回路5のリセット信号により積算回路11の積算
結果をリセットする。本実施例でのフリッカーがあるか
否かの判定は、このように電源投入後のみならず、周期
的に行われるので、例えば撮影中にとつぜん蛍光灯が点
灯されたような場合でも、その際発生するフリッカーを
自動検出して蓄積時間を自在に変更することができる。
At the same time when the comparison circuit 12 finishes the judgment, the reset signal of the timing generation circuit 5 resets the integration result of the integration circuit 11. In this embodiment, the determination as to whether or not there is a flicker is performed not only after the power is turned on, but also periodically, so that even if the fluorescent lamp is always turned on during shooting, for example, The flicker that occurs can be automatically detected and the accumulation time can be freely changed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、NTSC方式の場
合に商用周波数50Hzのフリッカーが検出されたら、固体
撮像素子の蓄積時間を自動的に1/100秒に切換ることに
よってフリッカーを生じなくするとともに、屋外時また
はフリッカーがあっても同期しているとき(商用周波数
60Hzのとき)には自動的にその固体撮像素子の蓄積時間
を1/60秒に切換えて、フリッカーが生じないような使用
条件下においては常に高感度を保つようにしたので、固
体撮像装置の走査周期と照明の点灯周波数の非同期によ
って生ずるフリッカー現象がめんどうな手動切替操作を
行わずに解消されるとともに、フリッカーが生じないよ
うな使用条件下では常に高感度を保つことができるとい
う顕著な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, when the flicker of the commercial frequency 50 Hz is detected in the case of the NTSC system, the flicker does not occur by automatically switching the accumulation time of the solid-state image sensor to 1/100 second. In addition, when outdoors or when there is flicker and is in sync (commercial frequency
At 60Hz), the storage time of the solid-state image sensor is automatically switched to 1/60 second, so that high sensitivity is always maintained under usage conditions where flicker does not occur. The remarkable effect that the flicker phenomenon caused by the non-synchronization of the scanning cycle and the lighting frequency of the illumination is eliminated without the troublesome manual switching operation, and that high sensitivity can always be maintained under the use condition where flicker does not occur. Is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第2図は本発明の一実施例の回路構成を示すブロック
図、 第3図は電源周波数とフリッカー検出時の蓄積期間との
タイミング関係を示す波形図、 第4図は本発明の他の実施例の回路構成を示すブロック
図、 第5図は本発明の更に他の実施例の回路構成を示すブロ
ック図、 第6図は蓄積時間を可変にできるMOS型固体撮像素子の
概略回路構成を示す回路図、 第7図は蓄積時間を可変にできるCCD型固体撮像素子の
概略回路構成を示す回路図、 第8図は第7図のCCD型固体撮像素子を用いて蓄積時間
を可変にする駆動タイミングの一例を示すタイミングチ
ャート、 第9図は、第7図または第8図の固体撮像素子を用いて
1/100秒信号蓄積によるフリッカー除去の原理を示す波
形図である。 1……レンズ、 2……絞り、 3……固体撮像素子、 4……ドライブ回路、 5……タイミング発生回路、 7……積分回路、 8……オートアイリス回路、 9……メモリ、 10……減算回路、 11……積算回路、 12,17……比較回路、 13,18……基準値発生回路、 14……タイマ回路、 15……電源回路、 19……ホワイトバランス用センサ、 20……ホワイトバランス制御回路、 21……サンプリング回路。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a timing of a power supply frequency and a storage period at the time of flicker detection. FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of still another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic circuit configuration of a MOS type solid-state image sensor capable of varying the time, FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic circuit configuration of a CCD type solid-state image sensor capable of varying the accumulation time, and FIG. FIG. 9 is a timing chart showing an example of drive timing for making the accumulation time variable by using the CCD solid-state image sensor, FIG. 9 shows the solid-state image sensor shown in FIG. 7 or FIG.
FIG. 6 is a waveform diagram showing the principle of flicker removal by 1/100 second signal accumulation. 1 ... Lens, 2 ... Aperture, 3 ... Solid-state image sensor, 4 ... Drive circuit, 5 ... Timing generation circuit, 7 ... Integration circuit, 8 ... Auto iris circuit, 9 ... Memory, 10 ... Subtraction circuit, 11 …… Integration circuit, 12,17 …… Comparison circuit, 13,18 …… Reference value generation circuit, 14 …… Timer circuit, 15 …… Power supply circuit, 19 …… White balance sensor, 20 …… White balance control circuit, 21 …… Sampling circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動信号のタイミングにより信号蓄積時間
が可変となる固体撮像素子と、 該固体撮像素子により撮像される被写体を照明する照明
手段の点灯周波数が前記固体撮像素子の走査周波数と同
期しているか否かを検出するために、被写体の明るさに
対応する信号を垂直走査周期毎に検出すると共にこの垂
直走査周期毎の検出出力を互いに比較演算する第1の比
較演算手段(10)と、 該比較演算手段からの出力を所定の規準値と比較する第
2の比較演算手段(12)と、 該第2の比較演算手段の出力により非同期成分が所定レ
ベル以上であることが検出された場合にフリッカが生じ
ないように前記固体撮像素子の蓄積時間を前記照明手段
の点灯周期とし、非同期成分が所定レベルより少ないこ
とが検出された場合に前記固体撮像素子の蓄積時間を前
記垂直走査周期とすることにより感度を高めるように切
り換える切り換え手段と、 を具備したことを特徴とするテレビ用固体撮像装置。
1. A solid-state image sensor having a variable signal storage time depending on the timing of a drive signal, and a lighting frequency of an illumination means for illuminating a subject imaged by the solid-state image sensor is synchronized with a scanning frequency of the solid-state image sensor. In order to detect whether or not the brightness of the subject is detected, a signal corresponding to the brightness of the subject is detected for each vertical scanning cycle, and a detection output for each vertical scanning cycle is compared with each other. A second comparison calculation means (12) for comparing the output from the comparison calculation means with a predetermined reference value, and an output of the second comparison calculation means has detected that the asynchronous component is at a predetermined level or higher. In this case, the accumulation time of the solid-state image sensor is set to the lighting period of the lighting means so that flicker does not occur, and the accumulation of the solid-state image sensor is detected when it is detected that the asynchronous component is less than a predetermined level. A solid-state imaging device for a television, comprising: switching means for switching so as to increase sensitivity by setting time to the vertical scanning cycle.
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