JP2003174594A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JP2003174594A JP2003174594A JP2001372442A JP2001372442A JP2003174594A JP 2003174594 A JP2003174594 A JP 2003174594A JP 2001372442 A JP2001372442 A JP 2001372442A JP 2001372442 A JP2001372442 A JP 2001372442A JP 2003174594 A JP2003174594 A JP 2003174594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clamp
- pulse
- black level
- solid
- circuit
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体撮像装置を用いて強い光の被写体を撮影
するとき、水平オプティカルブラック部に電荷があふれ
て黒レベルが不安定になる問題を解決し、安定した黒レ
ベルのクランプ性能をもつ固体撮像装置を供給すること
を目的とする。 【解決手段】 固体撮像素子１の撮像領域ｄの水平方向
の端部に第１のオプティカルブラック部ｈ１と第２のオ
プティカルブラック部ｈ２を設け、黒レベルが変動した
時、黒レベル変動検出手段９による検出信号Ｃに基づい
て、クランプパルスＡとクランプパルスＢを切り替えて
クランプ回路３に供給するることにより安定したクラン
プ特性を得る事が出来る。
するとき、水平オプティカルブラック部に電荷があふれ
て黒レベルが不安定になる問題を解決し、安定した黒レ
ベルのクランプ性能をもつ固体撮像装置を供給すること
を目的とする。 【解決手段】 固体撮像素子１の撮像領域ｄの水平方向
の端部に第１のオプティカルブラック部ｈ１と第２のオ
プティカルブラック部ｈ２を設け、黒レベルが変動した
時、黒レベル変動検出手段９による検出信号Ｃに基づい
て、クランプパルスＡとクランプパルスＢを切り替えて
クランプ回路３に供給するることにより安定したクラン
プ特性を得る事が出来る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に関
し、特に固体撮像素子にオプティカルブラック部を設
け、そのオプティカルブラック部を走査している時に得
た信号のレベルが基準の黒レベルとなるようにした固体
撮像装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】固体撮像装置に用いる固体撮像素子（Ｃ
ＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ））
には、光学的に遮光された光学黒期間のオプティカルブ
ラック（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）という画素が水
平及び垂直方向にそれぞれ設けられている。オプティカ
ルブラック部の映像信号レベルをクランプ回路でクラン
プし、そのレベルを黒レベルとすることにより、黒い被
写体を黒く写すことを可能にしている。クランプする簡
便な方法として、水平方向の１種類のクランプパルスを
用いる方法が一般的である。 【０００３】以下に従来の固体撮像装置について説明す
る。 【０００４】図４は従来の固体撮像装置を説明するブロ
ック図である。図４において、１は固体撮像素子、２は
サンプルホールド回路、３はクランプ手段であるクラン
プ回路、４はＡＤ変換手段であるアナログ−デジタル変
換回路（以下、ＡＤ変換回路と記す）、５はデジタル信
号処理回路、６は同期信号発生回路、Ａはクランプパル
ス、ａはアナログ信号、ｂはデジタル信号である。 【０００５】図３は、固体撮像素子１の構成例を示す模
式図である。図３において、ｄは撮像領域、ｈ１は水平
オプティカルブラック部、ｈ２は水平オプティカルブラ
ック部、ｖ１は垂直オプティカルブラック部、ｖ２は垂
直オプティカルブラック部、ｅは高輝度被写体の例であ
る。固体撮像素子１の信号は水平方向（矢印Ｘ方向）に
読み出され、順次垂直方向（矢印Ｙ方向）に読み出され
て全画素の信号が出力される。クランプバルスＡは水平
オブティカルブラック部ｈ１をクランプするためのクラ
ンプバルスである。 【０００６】以上のように構成された従来の固体撮像装
置について、以下その動作について説明する。 【０００７】固体撮像素子１は被写体からの光を光電変
換し出力をサンプルホールド回路２に供給する。サンプ
ルホールド回路２は固体撮像素子１から供給された出力
信号を連続信号に変換する。クランプ回路３は、サンプ
ルホールド回路２より供給された連続信号と、同期信号
発生回路６より供給されたクランプパルスＡに基づい
て、基準となる黒レベルを決定しアナログ信号ａを出力
する。ＡＤ変換回路はクランプ回路３から供給されたア
ナログ信号ａをＡＤ変換して１０ビットのデジタル信号
ｂを出力する。更にデジタル信号処理回路５はデジタル
信号ｂにゲイン制御、ガンマ処理、ホワイトバランス処
理、圧縮伸張処理等を行い、映像信号として出力する。
同期信号発生回路６においては、固体撮像素子駆動パル
ス、サンプルホールドパルス、クランプパルス、ＡＤ変
換回路駆動バルス、複合同期信号パルス等の信号が生成
され、固体撮像素子駆動パルスは固体撮像素子１に供給
され、サンプルホールドパルスはサンプルホールド回路
２に供給され、クランプパルスＡはクランプ回路３に供
給され、ＡＤ変換回路駆動パルスはＡＤ変換回路４に供
給され、複合同期信号パルスはデジタル信号処理回路５
に供給される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、図３に示すように固体撮像素子１の撮像
領域ｄの端部の水平オプティカルブラック部ｈ１に比較
的近い位置に強い光を発する高輝度被写体ｅ（例えば太
陽、電灯等）が存在するような場合に高輝度被写体ｅか
らの光が周辺に漏れ、水平オプティカルブラック部ｈ１
にも一部光が入り、その光が光電変換されてしまう。こ
のような場合、水平オプティカルブラック部ｈ１を走査
するときの映像信号のレベルが黒に対応するレベルとず
れてしまうが、上述のクランプパルスは水平オプティカ
ルブラック部ｈ１をクランプするように構成されている
のでそのずれたレベルが基準とされてしまうことにな
る。そして、このように基準が狂うと映像が著しく見苦
しいものになってしまう。 【０００９】また、高輝度被写体ｅからの強い光は水平
オプティカルブラック部ｈ１、ｈ２に入る可能性だけで
なく垂直オプティカルブラック部ｖ１、ｖ２に入る可能
性もあるし、水平垂直両方のオプティカルブラック部に
入る可能性もある。 【００１０】すなわち、１種類の水平オプティカルブラ
ック部分しかクランプしない場合、太陽の様な高輝度被
写体の撮像時に黒レベルが不安定になる恐れがあり、逆
に、水平オプティカルブラック部分だけでなく垂直オプ
ティカルブラック部分もクランプしている場合、高輝度
被写体の撮像時に、垂直スミアの影響を受け、黒レベル
が変動する恐れがあるという問題点を有していた。 【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、通常の被写体の撮影時においては水平オプティカル
ブラック部ｈ１をクランプし、強い光の高輝度被写体に
よって水平オプティカルブラック部ｈ１の黒レベルが変
動を受けた場合、水平オプティカルブラック部ｈ１と逆
方向に配置されているため高輝度被写体の影響を受けて
いない水平オプティカルブラック部ｈ２をクランプする
ように切り替えることにより、通常撮影時、高輝度撮影
時に拘わらず、常に、黒レベルの安定した固体撮像装置
を提供することができるようにするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置は、撮像領域の水平方向の両端
部に光学的に遮光された第１のオプティカルブラック部
と第２のオプティカルブラック部を各々有する固体撮像
素子と、固体撮像素子の出力信号の黒レベルをクランプ
するクランプ手段と、クランプ手段がクランプした出力
信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル
変換手段と、出力信号の黒レベルが変動した時、黒レベ
ルが変動したことをアナログ−デジタル変換手段が出力
したデジタル信号を用いて検出して黒レベル変動検出信
号を発生する黒レベル変動検出手段と、クランプ手段が
出力信号の黒レベルをクランプするための第１のクラン
プパルスと第２のクランプパルスを発生するクランプパ
ルス発生手段と、第１のクランプパルスおよび第２のク
ランプパルスを黒レベル変動検出信号に基づいて切り替
えてクランプ手段に供給する切り替え手段とを備え、第
１のクランプパルスは第１のオプティカルブラック部の
みをクランプするためのパルスであり、第２のクランプ
パルスは前記第２のオプティカルブラック部のみをクラ
ンプするためのパルスであるような構成を有している。 【００１３】この構成によって、通常撮影時、高輝度撮
影時に拘わらず、常に、黒レベルの安定した固体撮像装
置を提供することができるようにするものである。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、撮像領域の水平方向の両端部に光学的に遮光された
第１のオプティカルブラック部と第２のオプティカルブ
ラック部を各々有する固体撮像素子と、固体撮像素子の
出力信号の黒レベルをクランプするクランプ手段と、ク
ランプ手段がクランプした出力信号をアナログ−デジタ
ル変換するアナログ−デジタル変換手段と、出力信号の
黒レベルが変動した時、黒レベルが変動したことをアナ
ログ−デジタル変換手段が出力したデジタル信号を用い
て検出して黒レベル変動検出信号を発生する黒レベル変
動検出手段と、クランプ手段が出力信号の黒レベルをク
ランプするための第１のクランプパルスと第２のクラン
プパルスを発生するクランプパルス発生手段と、第１の
クランプパルスおよび第２のクランプパルスを黒レベル
変動検出信号に基づいて切り替えて前記クランプ手段に
供給する切り替え手段とを備え、第１のクランプパルス
は第１のオプティカルブラック部のみをクランプするた
めのパルスであり、第２のクランプパルスは第２のオプ
ティカルブラック部のみをクランプするためのパルスで
あることを特徴としたものであり、通常の被写体の撮影
時においては、第１の水平オプティカルブラック部をク
ランプし、強い光の高輝度被写体によって第１の水平オ
プティカルブラック部の黒レベルが変動を受けた場合、
第１の水平オプティカルブラック部と逆方向に配置され
ているため高輝度被写体の影響を受けていない第２の水
平オプティカルブラック部をクランプするように切り替
えることにより、通常撮影時、高輝度撮影時に拘わら
ず、常に、黒レベルの安定した画像を売る事ができると
いう作用を有する。 【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を用いて説明する。 【００１６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における固体撮像装置の構成を示すブロック図で
あり、同図において従来と同一の構成要素には同一番号
を付与し説明を省略する。図１において、７はクランプ
パルス発生手段である同期信号発生回路、８は切り替え
手段である切り替え回路、９は黒レベル変動検出手段で
ある黒レベル変動検出回路、Ｂはクランプパルス、Ｃは
検出信号である。 【００１７】同期信号発生回路７は、従来技術の同期信
号発生回路６にクランプバルスＢを発生する機能を追加
したものである。切り替え回路８は検出信号Ｃに基づい
てクランプパルスＡとクランプパルスＢを選択して出力
し、クランプ回路３に供給する。黒レベル変動検出回路
９はデジタル信号ｂから黒レベルの変動を検出した時、
検出信号Ｃを出力する。クランプバルスＢは水平オブテ
ィカルブラック部ｈ２をクランプするためのクランプバ
ルスである。 【００１８】以上のように構成された固体撮像装置につ
いてその動作を説明する。 【００１９】固体撮像素子１は被写体からの光を光電変
換した出力をサンプルホールド回路２に供給し、サンプ
ルホールド回路２は固体撮像素子１から供給された出力
信号を連続信号に変換する。クランプ回路３は、サンプ
ルホールド回路２より供給された信号と、切り替え回路
８から供給されるクランプパルスに基づいて、基準とな
る黒レベルを決定しアナログ信号ａを出力する。ＡＤ変
換回路４はクランプ回路３から供給されたアナログ信号
ａをＡＤ変換して１０ビットのデジタル信号ｂを出力す
る。更にデジタル信号処理回路５はデジタル信号ｂにゲ
イン制御、ガンマ処理、ホワイトバランス処理、圧縮伸
張処理等を行い、映像信号として出力する。同期信号発
生回路７においては、固体撮像素子駆動パルス、サンプ
ルホールドパルス、クランプパルスＡ、クランプパルス
Ｂ、ＡＤ変換回路駆動バルス、複合同期信号パルス等の
信号が生成され、固体撮像素子駆動パルスは固体撮像素
子１に供給され、サンプルホールドパルスはサンプルホ
ールド回路２に供給され、クランプパルスＡおよびクラ
ンプパルスＢは切り替え回路８に供給され、ＡＤ変換回
路駆動パルスはＡＤ変換回路４に供給され、複合同期信
号パルスはデジタル信号処理回路５に供給される。黒レ
ベル変動検出回路９は、ＡＤ変換回路４が出力するデジ
タル信号ｂのうち水平オプティカルブラック部ｈ１の情
報を読み取り、検出信号Ｃの状態を後述のようにＬから
Ｈに変化させる。切り替え回路８は通常はＡ側に接続さ
れクランプパルスＡを出力しているが検出信号ＣがＨに
なった時はＢ側に接続されクランプパルスＢを出力す
る。 【００２０】次に、黒レベル変動を検出する動作につい
て、図２を用いて詳しく説明する。 【００２１】図２は、本発明の実施形態１における固体
撮像装置の動作説明のためのタイミングチャートであ
る。図２において２ａはアナログ信号ａの波形、２ｂは
デジタル信号ｂのデータ配列、２ｃは水平オプティカル
ブラックｈ１から水平オプティカルブラックｈ２までの
水平帰線期間を示すプリプランキングパルス波形、２Ａ
はクランプパルスＡの波形、２ＢはクランプパルスＢの
波形、ｖａは通常時のクランプ電圧、ｖｂは黒レベル変
動検出用の基準電圧、ｖｃは黒レベル変動時のクランプ
電圧例であり、ｖａ≦ｖｂ＜ｖｃの関係にある。クラン
プ回路３から出力されたアナログ信号ａは水平方向（矢
印Ｘ方向）にそれぞれ水平オプティカルブラック部ｈ
２、撮像領域ｄ、水平オプティカルブブラック部ｈ１に
対応し、通常はクランプパルスＡによって黒レベルの電
圧がクランプ電圧ｖａになるようにクランプされる。次
に、アナログ信号ａはＡＤ変換回路４によって水平方向
に水平オプティカルブラック部ｈ２、撮像領域ｄ、水平
オプティカルブラック部ｈ１、水平帰線期間に対応した
データｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４で構成されるデジタル信
号ｂに変換される。黒レベル変動検出回路９は、黒レベ
ル変動を検出するための基準電圧ｖｂに対応するデジタ
ルデータをあらかじめ用意している。 【００２２】高輝度被写体ｅによって水平オプティカル
プラック部ｈ１が変動をうけたと仮定する。固体撮像素
子１から出力された信号はサンプルホールド回路２によ
って連続信号に変換されクランプ回路３に供給されるの
は通常時と同じであるが、クランプ回路３でクランプさ
れたアナログ信号ａの水平オプティカルブラック部ｈ１
のクランプ電圧はクランプ電圧ｖａとならずクランプ電
圧ｖｃとなってしまう。クランプ電圧ｖｃとなったアナ
ログ信号ａはＡＤ変換回路４でデジタル信号ｂに変換さ
れる。この時データｂ３はクランプ電圧ｖｃに対応した
デジタルデータになっているので、黒レベル変動検出回
路９がデジタル信号ｂのデータｂ３を取得したとき、あ
らかじめ用意している基準電圧ｖｂに対応したデジタル
データと比較することにより黒レベルの変動を検出し、
検出信号ＣをＬからＨに状態を変化させて出力する。切
り替え回路８は検出信号Ｃに基づいてクランプパルスＡ
からクランプパルスＢに切り替えて出力し、クランプ回
路３に供給する。クランプ回路３はクランプパルスＢの
タイミングでクランプを行うので水平オプティカルブラ
ック部ｈ２を基準電圧ｖａにクランプする。この時、水
平オプティカルブラック部ｈ２側には高輝度被写体ｅは
ないので正常な黒レベルを得る事ができる。水平オプテ
ィカルブラック部ｈ１が高輝度被写体ｅの影響を受けな
くなり、データｂ３が黒レベル変動検出基準電圧ｖｂに
対応したデジタルデータと比較して正常な黒レベルに戻
ったと判断したとき、検出信号ＣをＨからＬに状態を戻
して出力することにより、切り替え回路８はクランプパ
ルスＢからクランプパルスＡに切り替えて出力してクラ
ンプ回路３に供給するので通常の動作に戻る。水平オプ
ティカルブラック部ｈ１とｈ２はお互いに画面の反対側
に位置しているので、太陽のように強い光の被写体が同
時に画面の両端に存在することはなく、どちらかで必ず
正常な黒レベルを得る事ができる。 【００２３】以上のように本実施の形態１によれば、撮
像領域の水平方向の両端部に光学的に遮光された第１の
オプティカルブラック部と第２のオプティカルブラック
部を各々有する固体撮像素子１と、固体撮像素子１の出
力信号の黒レベルをクランプするクランプ回路３と、ク
ランプ回路３がクランプした出力信号をＡＤ変換するＡ
Ｄ変換回路４と、出力信号の黒レベルが変動した時、黒
レベルが変動したことをＡＤ変換回路４が出力したデジ
タル信号を用いて検出して黒レベル変動検出信号を発生
する黒レベル変動検出回路９と、クランプ回路３が出力
信号の黒レベルをクランプするための第１のクランプパ
ルスと第２のクランプパルスを発生するクランプパルス
発生手段と、第１のクランプパルスおよび第２のクラン
プパルスを黒レベル変動検出信号に基づいて切り替えて
クランプ手段に供給する切り替え回路８とを備え、第１
のクランプパルスは第１のオプティカルブラック部のみ
をクランプするためのパルスであり、第２のクランプパ
ルスは第２のオプティカルブラック部のみをクランプす
るためのパルスであるように構成しているので、通常撮
影時、高輝度撮影時に拘わらず、常に黒レベルの安定し
た固体撮像装置供給する事ができる。 【００２４】なお実施の形態１では、切り替え回路８と
同期信号発生回路７は別構成としたが、切り替え回路８
は同期信号発生回路７に内臓されてもよい。 【００２５】また、黒レベル検出手段を黒レベル検出回
路としたが、マイコンなどのソフト処理でもよい。 【００２６】さらに、検出信号ＣをＬ、Ｈのコントロー
ル信号としたが、シリアルデータ等のコマンドによるも
のでもよい。 【００２７】 【発明の効果】以上のように本発明は、通常の被写体の
撮影時においては、水平オプティカルブラック部ｈ１を
クランプし、強い光の高輝度被写体を撮影し黒レベルが
変動を受けた場合、影響のうけない水平オプティカルブ
ラック部ｈ２をクランプするように切り替えることによ
り、通常撮影時、高輝度撮影時に拘わらず、常に、黒レ
ベルの安定した固体撮像装置供給する事ができる。
し、特に固体撮像素子にオプティカルブラック部を設
け、そのオプティカルブラック部を走査している時に得
た信号のレベルが基準の黒レベルとなるようにした固体
撮像装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】固体撮像装置に用いる固体撮像素子（Ｃ
ＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ））
には、光学的に遮光された光学黒期間のオプティカルブ
ラック（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）という画素が水
平及び垂直方向にそれぞれ設けられている。オプティカ
ルブラック部の映像信号レベルをクランプ回路でクラン
プし、そのレベルを黒レベルとすることにより、黒い被
写体を黒く写すことを可能にしている。クランプする簡
便な方法として、水平方向の１種類のクランプパルスを
用いる方法が一般的である。 【０００３】以下に従来の固体撮像装置について説明す
る。 【０００４】図４は従来の固体撮像装置を説明するブロ
ック図である。図４において、１は固体撮像素子、２は
サンプルホールド回路、３はクランプ手段であるクラン
プ回路、４はＡＤ変換手段であるアナログ−デジタル変
換回路（以下、ＡＤ変換回路と記す）、５はデジタル信
号処理回路、６は同期信号発生回路、Ａはクランプパル
ス、ａはアナログ信号、ｂはデジタル信号である。 【０００５】図３は、固体撮像素子１の構成例を示す模
式図である。図３において、ｄは撮像領域、ｈ１は水平
オプティカルブラック部、ｈ２は水平オプティカルブラ
ック部、ｖ１は垂直オプティカルブラック部、ｖ２は垂
直オプティカルブラック部、ｅは高輝度被写体の例であ
る。固体撮像素子１の信号は水平方向（矢印Ｘ方向）に
読み出され、順次垂直方向（矢印Ｙ方向）に読み出され
て全画素の信号が出力される。クランプバルスＡは水平
オブティカルブラック部ｈ１をクランプするためのクラ
ンプバルスである。 【０００６】以上のように構成された従来の固体撮像装
置について、以下その動作について説明する。 【０００７】固体撮像素子１は被写体からの光を光電変
換し出力をサンプルホールド回路２に供給する。サンプ
ルホールド回路２は固体撮像素子１から供給された出力
信号を連続信号に変換する。クランプ回路３は、サンプ
ルホールド回路２より供給された連続信号と、同期信号
発生回路６より供給されたクランプパルスＡに基づい
て、基準となる黒レベルを決定しアナログ信号ａを出力
する。ＡＤ変換回路はクランプ回路３から供給されたア
ナログ信号ａをＡＤ変換して１０ビットのデジタル信号
ｂを出力する。更にデジタル信号処理回路５はデジタル
信号ｂにゲイン制御、ガンマ処理、ホワイトバランス処
理、圧縮伸張処理等を行い、映像信号として出力する。
同期信号発生回路６においては、固体撮像素子駆動パル
ス、サンプルホールドパルス、クランプパルス、ＡＤ変
換回路駆動バルス、複合同期信号パルス等の信号が生成
され、固体撮像素子駆動パルスは固体撮像素子１に供給
され、サンプルホールドパルスはサンプルホールド回路
２に供給され、クランプパルスＡはクランプ回路３に供
給され、ＡＤ変換回路駆動パルスはＡＤ変換回路４に供
給され、複合同期信号パルスはデジタル信号処理回路５
に供給される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、図３に示すように固体撮像素子１の撮像
領域ｄの端部の水平オプティカルブラック部ｈ１に比較
的近い位置に強い光を発する高輝度被写体ｅ（例えば太
陽、電灯等）が存在するような場合に高輝度被写体ｅか
らの光が周辺に漏れ、水平オプティカルブラック部ｈ１
にも一部光が入り、その光が光電変換されてしまう。こ
のような場合、水平オプティカルブラック部ｈ１を走査
するときの映像信号のレベルが黒に対応するレベルとず
れてしまうが、上述のクランプパルスは水平オプティカ
ルブラック部ｈ１をクランプするように構成されている
のでそのずれたレベルが基準とされてしまうことにな
る。そして、このように基準が狂うと映像が著しく見苦
しいものになってしまう。 【０００９】また、高輝度被写体ｅからの強い光は水平
オプティカルブラック部ｈ１、ｈ２に入る可能性だけで
なく垂直オプティカルブラック部ｖ１、ｖ２に入る可能
性もあるし、水平垂直両方のオプティカルブラック部に
入る可能性もある。 【００１０】すなわち、１種類の水平オプティカルブラ
ック部分しかクランプしない場合、太陽の様な高輝度被
写体の撮像時に黒レベルが不安定になる恐れがあり、逆
に、水平オプティカルブラック部分だけでなく垂直オプ
ティカルブラック部分もクランプしている場合、高輝度
被写体の撮像時に、垂直スミアの影響を受け、黒レベル
が変動する恐れがあるという問題点を有していた。 【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、通常の被写体の撮影時においては水平オプティカル
ブラック部ｈ１をクランプし、強い光の高輝度被写体に
よって水平オプティカルブラック部ｈ１の黒レベルが変
動を受けた場合、水平オプティカルブラック部ｈ１と逆
方向に配置されているため高輝度被写体の影響を受けて
いない水平オプティカルブラック部ｈ２をクランプする
ように切り替えることにより、通常撮影時、高輝度撮影
時に拘わらず、常に、黒レベルの安定した固体撮像装置
を提供することができるようにするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置は、撮像領域の水平方向の両端
部に光学的に遮光された第１のオプティカルブラック部
と第２のオプティカルブラック部を各々有する固体撮像
素子と、固体撮像素子の出力信号の黒レベルをクランプ
するクランプ手段と、クランプ手段がクランプした出力
信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル
変換手段と、出力信号の黒レベルが変動した時、黒レベ
ルが変動したことをアナログ−デジタル変換手段が出力
したデジタル信号を用いて検出して黒レベル変動検出信
号を発生する黒レベル変動検出手段と、クランプ手段が
出力信号の黒レベルをクランプするための第１のクラン
プパルスと第２のクランプパルスを発生するクランプパ
ルス発生手段と、第１のクランプパルスおよび第２のク
ランプパルスを黒レベル変動検出信号に基づいて切り替
えてクランプ手段に供給する切り替え手段とを備え、第
１のクランプパルスは第１のオプティカルブラック部の
みをクランプするためのパルスであり、第２のクランプ
パルスは前記第２のオプティカルブラック部のみをクラ
ンプするためのパルスであるような構成を有している。 【００１３】この構成によって、通常撮影時、高輝度撮
影時に拘わらず、常に、黒レベルの安定した固体撮像装
置を提供することができるようにするものである。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、撮像領域の水平方向の両端部に光学的に遮光された
第１のオプティカルブラック部と第２のオプティカルブ
ラック部を各々有する固体撮像素子と、固体撮像素子の
出力信号の黒レベルをクランプするクランプ手段と、ク
ランプ手段がクランプした出力信号をアナログ−デジタ
ル変換するアナログ−デジタル変換手段と、出力信号の
黒レベルが変動した時、黒レベルが変動したことをアナ
ログ−デジタル変換手段が出力したデジタル信号を用い
て検出して黒レベル変動検出信号を発生する黒レベル変
動検出手段と、クランプ手段が出力信号の黒レベルをク
ランプするための第１のクランプパルスと第２のクラン
プパルスを発生するクランプパルス発生手段と、第１の
クランプパルスおよび第２のクランプパルスを黒レベル
変動検出信号に基づいて切り替えて前記クランプ手段に
供給する切り替え手段とを備え、第１のクランプパルス
は第１のオプティカルブラック部のみをクランプするた
めのパルスであり、第２のクランプパルスは第２のオプ
ティカルブラック部のみをクランプするためのパルスで
あることを特徴としたものであり、通常の被写体の撮影
時においては、第１の水平オプティカルブラック部をク
ランプし、強い光の高輝度被写体によって第１の水平オ
プティカルブラック部の黒レベルが変動を受けた場合、
第１の水平オプティカルブラック部と逆方向に配置され
ているため高輝度被写体の影響を受けていない第２の水
平オプティカルブラック部をクランプするように切り替
えることにより、通常撮影時、高輝度撮影時に拘わら
ず、常に、黒レベルの安定した画像を売る事ができると
いう作用を有する。 【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を用いて説明する。 【００１６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における固体撮像装置の構成を示すブロック図で
あり、同図において従来と同一の構成要素には同一番号
を付与し説明を省略する。図１において、７はクランプ
パルス発生手段である同期信号発生回路、８は切り替え
手段である切り替え回路、９は黒レベル変動検出手段で
ある黒レベル変動検出回路、Ｂはクランプパルス、Ｃは
検出信号である。 【００１７】同期信号発生回路７は、従来技術の同期信
号発生回路６にクランプバルスＢを発生する機能を追加
したものである。切り替え回路８は検出信号Ｃに基づい
てクランプパルスＡとクランプパルスＢを選択して出力
し、クランプ回路３に供給する。黒レベル変動検出回路
９はデジタル信号ｂから黒レベルの変動を検出した時、
検出信号Ｃを出力する。クランプバルスＢは水平オブテ
ィカルブラック部ｈ２をクランプするためのクランプバ
ルスである。 【００１８】以上のように構成された固体撮像装置につ
いてその動作を説明する。 【００１９】固体撮像素子１は被写体からの光を光電変
換した出力をサンプルホールド回路２に供給し、サンプ
ルホールド回路２は固体撮像素子１から供給された出力
信号を連続信号に変換する。クランプ回路３は、サンプ
ルホールド回路２より供給された信号と、切り替え回路
８から供給されるクランプパルスに基づいて、基準とな
る黒レベルを決定しアナログ信号ａを出力する。ＡＤ変
換回路４はクランプ回路３から供給されたアナログ信号
ａをＡＤ変換して１０ビットのデジタル信号ｂを出力す
る。更にデジタル信号処理回路５はデジタル信号ｂにゲ
イン制御、ガンマ処理、ホワイトバランス処理、圧縮伸
張処理等を行い、映像信号として出力する。同期信号発
生回路７においては、固体撮像素子駆動パルス、サンプ
ルホールドパルス、クランプパルスＡ、クランプパルス
Ｂ、ＡＤ変換回路駆動バルス、複合同期信号パルス等の
信号が生成され、固体撮像素子駆動パルスは固体撮像素
子１に供給され、サンプルホールドパルスはサンプルホ
ールド回路２に供給され、クランプパルスＡおよびクラ
ンプパルスＢは切り替え回路８に供給され、ＡＤ変換回
路駆動パルスはＡＤ変換回路４に供給され、複合同期信
号パルスはデジタル信号処理回路５に供給される。黒レ
ベル変動検出回路９は、ＡＤ変換回路４が出力するデジ
タル信号ｂのうち水平オプティカルブラック部ｈ１の情
報を読み取り、検出信号Ｃの状態を後述のようにＬから
Ｈに変化させる。切り替え回路８は通常はＡ側に接続さ
れクランプパルスＡを出力しているが検出信号ＣがＨに
なった時はＢ側に接続されクランプパルスＢを出力す
る。 【００２０】次に、黒レベル変動を検出する動作につい
て、図２を用いて詳しく説明する。 【００２１】図２は、本発明の実施形態１における固体
撮像装置の動作説明のためのタイミングチャートであ
る。図２において２ａはアナログ信号ａの波形、２ｂは
デジタル信号ｂのデータ配列、２ｃは水平オプティカル
ブラックｈ１から水平オプティカルブラックｈ２までの
水平帰線期間を示すプリプランキングパルス波形、２Ａ
はクランプパルスＡの波形、２ＢはクランプパルスＢの
波形、ｖａは通常時のクランプ電圧、ｖｂは黒レベル変
動検出用の基準電圧、ｖｃは黒レベル変動時のクランプ
電圧例であり、ｖａ≦ｖｂ＜ｖｃの関係にある。クラン
プ回路３から出力されたアナログ信号ａは水平方向（矢
印Ｘ方向）にそれぞれ水平オプティカルブラック部ｈ
２、撮像領域ｄ、水平オプティカルブブラック部ｈ１に
対応し、通常はクランプパルスＡによって黒レベルの電
圧がクランプ電圧ｖａになるようにクランプされる。次
に、アナログ信号ａはＡＤ変換回路４によって水平方向
に水平オプティカルブラック部ｈ２、撮像領域ｄ、水平
オプティカルブラック部ｈ１、水平帰線期間に対応した
データｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４で構成されるデジタル信
号ｂに変換される。黒レベル変動検出回路９は、黒レベ
ル変動を検出するための基準電圧ｖｂに対応するデジタ
ルデータをあらかじめ用意している。 【００２２】高輝度被写体ｅによって水平オプティカル
プラック部ｈ１が変動をうけたと仮定する。固体撮像素
子１から出力された信号はサンプルホールド回路２によ
って連続信号に変換されクランプ回路３に供給されるの
は通常時と同じであるが、クランプ回路３でクランプさ
れたアナログ信号ａの水平オプティカルブラック部ｈ１
のクランプ電圧はクランプ電圧ｖａとならずクランプ電
圧ｖｃとなってしまう。クランプ電圧ｖｃとなったアナ
ログ信号ａはＡＤ変換回路４でデジタル信号ｂに変換さ
れる。この時データｂ３はクランプ電圧ｖｃに対応した
デジタルデータになっているので、黒レベル変動検出回
路９がデジタル信号ｂのデータｂ３を取得したとき、あ
らかじめ用意している基準電圧ｖｂに対応したデジタル
データと比較することにより黒レベルの変動を検出し、
検出信号ＣをＬからＨに状態を変化させて出力する。切
り替え回路８は検出信号Ｃに基づいてクランプパルスＡ
からクランプパルスＢに切り替えて出力し、クランプ回
路３に供給する。クランプ回路３はクランプパルスＢの
タイミングでクランプを行うので水平オプティカルブラ
ック部ｈ２を基準電圧ｖａにクランプする。この時、水
平オプティカルブラック部ｈ２側には高輝度被写体ｅは
ないので正常な黒レベルを得る事ができる。水平オプテ
ィカルブラック部ｈ１が高輝度被写体ｅの影響を受けな
くなり、データｂ３が黒レベル変動検出基準電圧ｖｂに
対応したデジタルデータと比較して正常な黒レベルに戻
ったと判断したとき、検出信号ＣをＨからＬに状態を戻
して出力することにより、切り替え回路８はクランプパ
ルスＢからクランプパルスＡに切り替えて出力してクラ
ンプ回路３に供給するので通常の動作に戻る。水平オプ
ティカルブラック部ｈ１とｈ２はお互いに画面の反対側
に位置しているので、太陽のように強い光の被写体が同
時に画面の両端に存在することはなく、どちらかで必ず
正常な黒レベルを得る事ができる。 【００２３】以上のように本実施の形態１によれば、撮
像領域の水平方向の両端部に光学的に遮光された第１の
オプティカルブラック部と第２のオプティカルブラック
部を各々有する固体撮像素子１と、固体撮像素子１の出
力信号の黒レベルをクランプするクランプ回路３と、ク
ランプ回路３がクランプした出力信号をＡＤ変換するＡ
Ｄ変換回路４と、出力信号の黒レベルが変動した時、黒
レベルが変動したことをＡＤ変換回路４が出力したデジ
タル信号を用いて検出して黒レベル変動検出信号を発生
する黒レベル変動検出回路９と、クランプ回路３が出力
信号の黒レベルをクランプするための第１のクランプパ
ルスと第２のクランプパルスを発生するクランプパルス
発生手段と、第１のクランプパルスおよび第２のクラン
プパルスを黒レベル変動検出信号に基づいて切り替えて
クランプ手段に供給する切り替え回路８とを備え、第１
のクランプパルスは第１のオプティカルブラック部のみ
をクランプするためのパルスであり、第２のクランプパ
ルスは第２のオプティカルブラック部のみをクランプす
るためのパルスであるように構成しているので、通常撮
影時、高輝度撮影時に拘わらず、常に黒レベルの安定し
た固体撮像装置供給する事ができる。 【００２４】なお実施の形態１では、切り替え回路８と
同期信号発生回路７は別構成としたが、切り替え回路８
は同期信号発生回路７に内臓されてもよい。 【００２５】また、黒レベル検出手段を黒レベル検出回
路としたが、マイコンなどのソフト処理でもよい。 【００２６】さらに、検出信号ＣをＬ、Ｈのコントロー
ル信号としたが、シリアルデータ等のコマンドによるも
のでもよい。 【００２７】 【発明の効果】以上のように本発明は、通常の被写体の
撮影時においては、水平オプティカルブラック部ｈ１を
クランプし、強い光の高輝度被写体を撮影し黒レベルが
変動を受けた場合、影響のうけない水平オプティカルブ
ラック部ｈ２をクランプするように切り替えることによ
り、通常撮影時、高輝度撮影時に拘わらず、常に、黒レ
ベルの安定した固体撮像装置供給する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における固体撮像装置の
構成を示すブロック図 【図２】同実施形態１における固体撮像装置の動作説明
のためのタイミングチャート 【図３】固体撮像素子１の構成例を示す模式図 【図４】従来の固体撮像装置を説明するブロック図 【符号の説明】 １ 固体撮像素子 ２ サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路 ３ クランプ回路 ４ ＡＤ変換回路 ５ デジタル信号処理回路 ６ 同期信号発生回路 ７ 同期信号発生回路 ８ 切り替え回路 ９ 黒レベル変動検出回路
構成を示すブロック図 【図２】同実施形態１における固体撮像装置の動作説明
のためのタイミングチャート 【図３】固体撮像素子１の構成例を示す模式図 【図４】従来の固体撮像装置を説明するブロック図 【符号の説明】 １ 固体撮像素子 ２ サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路 ３ クランプ回路 ４ ＡＤ変換回路 ５ デジタル信号処理回路 ６ 同期信号発生回路 ７ 同期信号発生回路 ８ 切り替え回路 ９ 黒レベル変動検出回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5C021 PA13 PA52 PA62 PA92 SA11
XA42 XA48
5C024 CX04 GY01 GZ38 HX09 HX13
HX23 HX29 HX50
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 撮像領域の水平方向の両端部に光学的に
遮光された第１のオプティカルブラック部と第２のオプ
ティカルブラック部を各々有する固体撮像素子と、前記
固体撮像素子の出力信号の黒レベルをクランプするクラ
ンプ手段と、前記クランプ手段がクランプした前記出力
信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル
変換手段と、前記出力信号の黒レベルが変動した時、黒
レベルが変動したことを前記アナログ−デジタル変換手
段が出力したデジタル信号を用いて検出して黒レベル変
動検出信号を発生する黒レベル変動検出手段と、前記ク
ランプ手段が前記出力信号の黒レベルをクランプするた
めの第１のクランプパルスと第２のクランプパルスを発
生するクランプパルス発生手段と、前記第１のクランプ
パルスおよび前記第２のクランプパルスを前期黒レベル
変動検出信号に基づいて切り替えて前記クランプ手段に
供給する切り替え手段とを備え、前記第１のクランプパ
ルスは前記第１のオプティカルブラック部のみをクラン
プするためのパルスであり、前記第２のクランプパルス
は前記第２のオプティカルブラック部のみをクランプす
るためのパルスであることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372442A JP2003174594A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372442A JP2003174594A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174594A true JP2003174594A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19181343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001372442A Pending JP2003174594A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003174594A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005323349A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-11-17 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
| JP2006041687A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Olympus Corp | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、電子カメラ、及びスキャナ |
| JP2007243876A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2010183188A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法及びプログラム |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2001372442A patent/JP2003174594A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005323349A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-11-17 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
| JP4630715B2 (ja) * | 2004-04-07 | 2011-02-09 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| JP2006041687A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Olympus Corp | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、電子カメラ、及びスキャナ |
| JP2007243876A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2010183188A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法及びプログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5589880A (en) | Television camera using two image pickup devices with different sensitivity | |
| KR100421330B1 (ko) | 고체촬상소자의결함검출장치 | |
| KR100854163B1 (ko) | 촬상 장치 및 화질 보정 방법 | |
| US7245318B2 (en) | Imaging apparatus that corrects an imbalance in output levels of image data | |
| JP2003174594A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP4533176B2 (ja) | 撮像装置、クランプ制御方法、及びプログラム | |
| JP3031358B1 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2002142151A (ja) | 撮像装置 | |
| JP2970092B2 (ja) | ビデオカメラ | |
| JP2009272934A (ja) | Ｃｃｄ撮像装置 | |
| JP2008117304A (ja) | 電源装置及び電力制御方法 | |
| JP4338133B2 (ja) | 固体撮像装置および電子情報機器 | |
| JPH09247552A (ja) | 固体撮像装置の信号処理回路 | |
| JP4196557B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP2007104222A (ja) | 撮像装置および撮像方法 | |
| JP3053988B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2004088544A (ja) | ビデオカメラのオートアイリスレンズ制御装置 | |
| JP2006245632A (ja) | パルス生成回路、撮像装置及びカメラ | |
| JP3376034B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP3166918B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP4394254B2 (ja) | ビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置 | |
| JP3227809B2 (ja) | 固体撮像素子の欠陥補正装置及び固体撮像装置 | |
| JPH09261544A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2675678B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2000125211A (ja) | 固体撮像装置 |