JP2722972B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JP2722972B2
JP2722972B2 JP4312756A JP31275692A JP2722972B2 JP 2722972 B2 JP2722972 B2 JP 2722972B2 JP 4312756 A JP4312756 A JP 4312756A JP 31275692 A JP31275692 A JP 31275692A JP 2722972 B2 JP2722972 B2 JP 2722972B2
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禎史 金田
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Victor Company of Japan Ltd
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル化された固体
撮像装置に係り、特に、量産時の調整作業を削減するこ
とができる固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近になって、半導体技術の進歩により
固体撮像装置の信号処理がデジタル化されるようになっ
てきた。固体撮像装置のデジタル化については、例えば
テレビジョン学会誌,Vol.45,No.9(199
1),pp1060〜1066,大坪(日立),小特
集,撮像素子と周辺回路「4.カメラ信号処理回路のデ
ィジタル化」等に記載されているので、ここではその詳
細な説明は省略する。図3はデジタル化された従来の固
体撮像装置の一例を示すブロック図である。ここでは簡
略化のため、レンズ系等は省略している。
【0003】図3において、固体撮像素子(CCD)1
は図示せぬレンズ系によって結像された被写体像を光電
変換し、1次元のアナログ・サンプル値の時系列として
出力する。このアナログ・サンプル値信号はサンプルホ
ールド回路とAGC回路(増幅回路)とからなるCDS
/AGC回路2に入力され、CDS/AGC回路2はア
ナログ・サンプル値信号から画像信号成分を抽出し、増
幅して出力する。CDS/AGC回路2の出力はA/D
変換器3によりデジタルデータの時系列であるデジタル
画像信号に変換される。このデジタル画像信号はデジタ
ル信号処理回路4に入力される。
【0004】デジタル信号処理回路4は、CCD1が色
フィルタアレイを有するカラーCCDであるとすると、
色分離,RGBマトリクス,γ補正等の色信号処理と、
Yフィルタ,エンハンサ,γ補正等の輝度信号処理と、
NTSC/PAL色変調,同期付加を行うエンコーダ処
理とを行う信号処理回路、この信号処理回路及び外部の
タイミング発生回路7に同期信号を供給する同期信号発
生回路、さらに、これらに外部のマイクロコンピュータ
8より入力されるパラメータを供給したり、白バランス
や黒バランスといった画像情報をマイクロコンピュータ
8に供給するマイコンインターフェース回路を備えてお
り、A/D変換器3より出力されるデジタル画像信号に
対していわゆるビデオプロセス処理を行う。
【0005】また、タイミング発生回路7はデジタル信
号処理回路4内の同期信号発生回路が発生する同期信号
に同期して、CDS/AGC回路2,A/D変換器3,
デジタル信号処理回路4,D/A変換器5(5a,5
b),デジタルCCD駆動回路6,マイクロコンピュー
タ8のそれぞれに必要とするパルス信号を供給する。C
CD駆動回路6は入力されるパルス信号をCCD1のド
ライブ信号に変換してCCD1に供給する。さらに、マ
イクロコンピュータ8はタイミング発生回路7より入力
されるパルス信号とデジタル信号処理回路4より読み出
した画像情報に基づいてデジタル信号処理回路4を制御
する。そして、デジタル信号処理回路4より出力された
デジタルY,C信号はそれぞれD/A変換器5a,5b
によりアナログY,C信号に変換され出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の固
体撮像装置の調整作業は次のように行われる。即ち、図
4において、10は図3に示す固体撮像装置、11はレ
ンズ系、12はテスト用チャート、13はライト、14
は画像処理装置(A/D変換器15,タイミング発生回
路16,パソコン等のデータ処理装置17より構成)で
あり、このような調整環境の基で画像を取り込み、画像
処理装置14によりデジタイズ/データ解析を行う。そ
して、その解析データをRS232C等のシリアルイン
ターフェースを介して固体撮像装置10内のマイクロコ
ンピュータ8に供給し、マイクロコンピュータ8に内蔵
された不揮発性メモリ素子に記憶させる。このような調
整作業は、従来アナログ方式の撮像装置で行われていた
作業をそのままコンピュータ化したものであり、調整環
境が複雑で量産には必ずしも向いていないし、信号処理
のデジタル化によるメリットを十分に享受していない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、被写体像を光電変換して
出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子より出力さ
れる信号より画像信号成分を抽出すると共に増幅して出
力するサンプルホールド/増幅回路と、前記サンプルホ
ールド/増幅回路より出力される画像信号をデジタル画
像信号に変換して出力するA/D変換器と、前記A/D
変換器より出力されるデジタル画像信号に対して信号処
理を施すデジタル信号処理回路と、前記固体撮像素子を
駆動するデジタル駆動回路と、前記サンプルホールド/
増幅回路,前記A/D変換器,前記デジタル信号処理回
路,前記デジタル駆動回路に必要なタイミング信号を供
給するタイミング発生回路と、前記デジタル信号処理回
路に必要な制御信号を供給するマイクロコンピュータと
を備える固体撮像装置において、前記固体撮像素子と前
記サンプルホールド/増幅回路とによる光電変換特性を
デジタルデータとして書き込む不揮発性メモリ素子を付
加し、前記固体撮像素子,前記サンプルホールド/増幅
回路,前記不揮発性メモリ素子を第1の基板に実装する
と共に、前記A/D変換器,前記デジタル信号処理回
路,前記デジタル駆動回路,前記タイミング発生回路,
前記マイクロコンピュータを第2の基板に実装し、前記
第1の基板と前記第2の基板とを組み立てた後に前記マ
イクロコンピュータにより前記不揮発性メモリ素子に書
き込まれた前記デジタルデータを読み出し、前記デジタ
ル信号処理回路を初期化するよう構成したことを特徴と
する固体撮像装置を提供するものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の固体撮像装置について、添付
図面を参照して説明する。図1は本発明の固体撮像装置
の一実施例を示すブロック図、図2は本発明の固体撮像
装置におけるデータ書込作業を説明するための図であ
る。なお、図1において、図3と同一部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。
【0009】図1より分かるように、本発明により新た
に付加したのは不揮発性メモリ素子9である。ところ
で、デジタル化された固体撮像装置において、CCD1
とサンプルホールド回路及び増幅回路であるCDS/A
GC回路2のみがアナログ回路であることに着目し、本
発明の固体撮像装置では、図1に示すように、CCD1
とCDS/AGC回路2と新たに付加した不揮発性メモ
リ素子9を1枚の基板Aに実装し、その他のA/D変換
器3〜マイクロコンピュータ8を他の1枚の基板Bに実
装することにより、2つのブロックに分割する。これに
より、基板Bの回路は全てデジタル回路であり、基板A
の回路の特性(CCD1の光電変換特性や分光特性を含
む)のばらつきのみを把握することにより、全回路の特
性を決定することができる構成となる。
【0010】そして、基板Aの回路の特性とそのばらつ
きに関する正確な情報をデジタルデータの形で同一基板
上に実装された不揮発性メモリ素子9に後述の如く与え
る。このようにすると、基板Aと基板Bとを組み立てた
後は、マイクロコンピュータ8が不揮発性メモリ素子9
からその情報(デジタルデータ)を読み取り、この読み
取った情報に基づいてデジタル信号処理回路4のセット
アップ(初期化)を自動的に実行する構成とすることが
できる。
【0011】ここで、図2を用いて不揮発性メモリ素子
9にデータを書き込む作業について説明する。図2に示
すように、不揮発性メモリ素子9にデータを書き込む際
の測定用の治具として、A/D変換器21,CCD駆動
回路22,タイミング発生回路23,データ処理装置2
4より構成される、基板Aの回路の特性を測定するため
のドライブ装置20と、CCD1に種々の光を投射する
プロジェクタ25とを用意し、基板Aのそれぞれの端子
にドライブ装置20を接続する。なお、図2中、9aは
データの入出力端子、9bはデータの書込・読出を制御
する制御端子である。ここではデータを書き込むのみで
あるから、端子9aは入力端子として動作している。
【0012】このようにして、基板AのCCD1とCD
S/AGC回路2を図3と同じ状態で駆動させる。そし
て、例えば感度特性データを求める場合、原理上は従来
と変わらないが、所定の色温度・照度を有する光をプロ
ジェクタ25よりCCD1に照射し、A/D変換器21
より得られる画像信号データが所定の値となるようCD
S/AGC回路2のAGC制御データを求める。この作
業によりCCD1の感度のばらつきはCDS/AGC回
路2の利得によって補償される。このとき、得られたA
GC制御データは個々のCCD基板によってばらつく
が、データはデジタル量で表されているので再現精度に
ばらつきはない。さらに、CCD1がカラーCCDであ
れば、このとき同時に各色フィルタごとの感度データが
得られるので、これらは後に白バランスをとる場合の基
礎データとして利用できる。このようにして基礎データ
を取得した後、これらを所定の形式で不揮発性メモリ素
子9に書き込み、データ収集作業を終了する。これによ
り、不揮発性メモリ素子9にはCCD1とCDS/AG
C回路2とによる光電変換特性がデジタルデータとして
書き込まれる。
【0013】そして、基板Aと基板Bとを組み立てた
後、この固体撮像装置を起動させると、マイクロコンピ
ュータ8は不揮発性メモリ素子9に書き込まれたデジタ
ルデータを読み出し、デジタル信号処理回路4を初期化
するので、量産時に図4に示すような複雑で大掛かりな
調整作業は必要ない。なお、図1において、A/D変換
器3としてビット数の多いものを用いる場合には、CD
S/AGC回路2におけるAGC回路(増幅回路)を削
除することも可能である。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の固
体撮像装置は、固体撮像素子(CCD),サンプルホー
ルド/増幅回路(CDS/AGC回路),不揮発性メモ
リ素子を第1の基板に実装し、A/D変換器,デジタル
信号処理回路,CCD駆動回路,タイミング発生回路,
マイクロコンピュータを第2の基板に実装し、第1の基
板の不揮発性メモリ素子に予め固体撮像素子とサンプル
ホールド/増幅回路とによる光電変換特性をデジタルデ
ータとして書き込んだ後、この第1の基板とこの第2の
基板とを組み立て、マイクロコンピュータによりその不
揮発性メモリ素子に書き込まれたデジタルデータを読み
出し、デジタル信号処理回路を初期化するよう構成した
ので、量産時の調整作業を簡略化でき、その結果、製造
作業の能率が向上する。さらに、基礎データ(第1の基
板の回路の光電変換特性)の収集作業は小基板の状態で
実施できるので機械化が容易であり、固体撮像素子等の
交換の際には、その基板単位で交換を行うことにより調
整が不要であり、サービス性が向上する。また、マイク
ロコンピュータと外部とのインターフェースが装置に備
えられていれば、例えば固体撮像素子の分光特性や階調
特性等の基礎データを外部の画像処理装置でも利用で
き、画像の色の修正や変換といった作業が容易に行える
という特長もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明の固体撮像装置におけるデータ書込作業
を説明するための図である。
【図3】従来の固体撮像装置の一例を示すブロック図で
ある。
【図4】従来の固体撮像装置の調整作業を説明するため
の図である。
【符号の説明】
1 固体撮像素子(CCD) 2 CDS/AGC回路(サンプルホールド/増幅回
路) 3 A/D変換器 4 デジタル信号処理回路 5a,5b D/A変換器 6 CCD駆動回路 7 タイミング発生回路 8 マイクロコンピュータ 9 不揮発性メモリ素子 A,B 基板

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体像を光電変換して出力する固体撮像
    素子と、 前記固体撮像素子より出力される信号より画像信号成分
    を抽出すると共に増幅して出力するサンプルホールド/
    増幅回路と、 前記サンプルホールド/増幅回路より出力される画像信
    号をデジタル画像信号に変換して出力するA/D変換器
    と、 前記A/D変換器より出力されるデジタル画像信号に対
    して信号処理を施すデジタル信号処理回路と、 前記固体撮像素子を駆動するデジタル駆動回路と、 前記サンプルホールド/増幅回路,前記A/D変換器,
    前記デジタル信号処理回路,前記デジタル駆動回路に必
    要なタイミング信号を供給するタイミング発生回路と、 前記デジタル信号処理回路に必要な制御信号を供給する
    マイクロコンピュータとを備える固体撮像装置におい
    て、 前記固体撮像素子と前記サンプルホールド/増幅回路と
    による光電変換特性をデジタルデータとして書き込む不
    揮発性メモリ素子を付加し、 前記固体撮像素子,前記サンプルホールド/増幅回路,
    前記不揮発性メモリ素子を第1の基板に実装すると共
    に、 前記A/D変換器,前記デジタル信号処理回路,前記デ
    ジタル駆動回路,前記タイミング発生回路,前記マイク
    ロコンピュータを第2の基板に実装し、 前記第1の基板と前記第2の基板とを組み立てた後に前
    記マイクロコンピュータにより前記不揮発性メモリ素子
    に書き込まれた前記デジタルデータを読み出し、前記デ
    ジタル信号処理回路を初期化するよう構成したことを特
    徴とする固体撮像装置。
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JP3091728B2 (ja) * 1998-09-30 2000-09-25 三洋電機株式会社 画像記録方法及び撮像装置
JP5439746B2 (ja) 2008-05-27 2014-03-12 ソニー株式会社 評価画像生成回路および撮像装置
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