JPH0342750B2 - - Google Patents

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JPH0342750B2
JPH0342750B2 JP57210929A JP21092982A JPH0342750B2 JP H0342750 B2 JPH0342750 B2 JP H0342750B2 JP 57210929 A JP57210929 A JP 57210929A JP 21092982 A JP21092982 A JP 21092982A JP H0342750 B2 JPH0342750 B2 JP H0342750B2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
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    • H04N25/633Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current by using optical black pixels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は正確な黒レベルを得るのに適した撮像
装置に関する。
(従来技術) 従来、固体撮像素子を利用した、例えばビデ
オ・カメラにおいて、読出された信号をクランプ
するとき、各水平帰線期間に安定した光学的黒基
準信号を得るために、水平帰線期間のバツクポー
チに相当する撮像セルに遮光部を設ける場合が多
い。これは、固体撮像素子の黒レベル変動の要因
である暗電流が、素子の温度上昇8℃に付約2倍
になるという点、又ビデオ・カメラの一般的使用
条件が−10℃から+40℃にまで及ぶことを考慮す
れば、当然のことである。上述の目的のために一
般には固体撮像素子の水平帰線期間のバツクポー
チに相当する数〜数十セルの撮像セルを遮光する
事によつて暗電流分のみを形成させ、この部分の
信号レベルを基準黒レベルにクランプする事が行
なわれる。この場合安定したクランプ動作を行な
うには、遮光部に割当てられる撮像セルが多いこ
とが望ましい。ところが遮光部に多くのセルを用
いると、水平方向について撮像セル数が不足して
いる現状にあつて、ますます解像度が低下してし
まう欠点がある。
一方限られたサイズ内で撮像セル数を増すこと
は素子の大面積化・高集積化を意味し、プロセス
技術の大幅な改善がなければ困難な問題である。
このような問題の解決方法として一般に撮像管
を利用したビデオ・カメラにおいては、フイード
バツク形クランプ方法、即ちビームブランキング
期間のレベルを黒レベルとして基準レベルにクラ
ンプするクランプ回路と、このクランプされた信
号を増巾した後r補正するプロセス回路とから成
る系を考え、この系の出力を安定させる為にプロ
セス回路出力を所定の基準レベルと比較し、この
差出力がゼロになるように、前記クランプレベル
にフイードバツクをかける方法が考えられてい
る。
しかし、この方法を特に固体撮像デバイスに用
いた場合水平ブランキング期間内のノイズが入り
込みやすい。
即ち固体撮像デバイスでは一般にブランキング
期間は雑音が大きく、また信号読出し時の基準電
位へのリセツト動作に伴なうスイツチングトラン
ジスタの飽和抵抗の違いや、温度特性によりリセ
ツト電位が変動するので、そのままブランキング
期間をクランプ時の被クランプ信号に含めること
はできない、という問題があつた。
(目的) 本発明は上述の諸欠点を解消し得る撮像装置を
提供する事を目的としたものである。
(実施例) 以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
本発明の実施例では上述の如き従来技術の諸欠
点を解消する為に例えば固体撮像デバイスを用い
た場合水平ブランキング期間のフロントポーチに
おいて信号の空読み出しを行なう事により擬似的
な黒レベル信号を得て、この黒レベルをサンプリ
ングして所定期間中ホールドして疑似的な黒レベ
ルを得るとともに、この疑似的な黒レベルの実際
の黒レベルに対する誤差分を補正するために水平
ブランキング期間のバツクポーチにおいて光学的
黒レベルを得、この光学的黒レベルが所定の基準
レベルとなるようにフイードバツククランプを行
なう。
これによつて、この実施例によれば安定したフ
イードバツククランプを行なうことができる。
以下、本発明の実施例の具体的説明を図面に従
つて行なう。
第1図は本発明に適用し得る固体撮像素子の構
成の一例を示し、第2図は本発明の信号処理系の
一例を示すブロツク図、第3図は第2図の各部波
形を示す図、第4図はクランプ回路の具体的な構
成図である。
周知のように固体撮像素子には大きく分けて
MOS形とCCD形があるが、本発明の実施例とし
てフレーム転送方式のCCDの場合につき説明す
るものとし、かかるCCDを第1図に示した。第
1図に示すようにフレーム転送方式のCCDは撮
像部PD、蓄積部SD、本発明における第2の転送
部である読出しレジスタRR及びオンチツプされ
たプリアンプADより構成されている。そして、
撮像部PDには信号のクランプ時に基準信号に相
当する遮光部OSが設けられている。
なお、本発明における第1の転送部は、上記撮
像部PD内における垂直転送部やこの撮像部PDと
蓄積部SDあるいは蓄積部SDと読出しレジスタ
RRとの間の垂直方向の転送部である。
第2図において1は固体撮像素子、2は本発明
の保持手段としてのサンプル・ホールド回路、3
は低域フイルタ、4はクランプ回路、5は信号処
理回路、6は同期信号発生回路である。また第4
図において41は直流増幅器、42はサンプルホ
ールド回路、43は誤差増幅器、44はクランパ
である。
以上の構成から成る実施例の作動を説明する。
第2図において、本発明の撮像素子駆動手段と
しての同期信号発生回路6からの駆動パルス6a
によつて駆動された固体撮像素子1の撮像部PD
では入射光により光電子が発生して公知のポテン
シヤル井戸の働きにより例えば1フイード期間の
電荷が蓄積される。そして蓄積された信号電荷は
垂直ブランキング期間に蓄積部SDへ並列転送さ
れ、さらに次のフイールド期間では、撮像部PD
においては次のフイールドのための電荷を蓄積す
る。
一方、蓄積部SDの信号電荷は水平の1行ずつ
読み出しレジスタRRに転送され、先ず遮光部OS
のセルの信号が読み出され、続いて撮像部PDに
蓄積された画像信号電荷が順次時系列的に読み出
される。
しかも、本発明では撮像部PDの1ライン分の
信号を読み出した後も読み出しレジスタRRに駆
動パルスを供給する事によつて空読み出し信号を
得ている。
この空読み出し信号中の暗電流分は比較的少な
いが、近似的に前記遮光部OSの暗電流レベルと
同じとみなす事ができる。
このようにして得られたPAM(Pulse
Amplitude Modulation)信号は第3図実線1a
づ模式的に示される。
即ち前記PAM信号1aにおいて、101の部
分は遮光部OS、102の部分は空読出し期間、
103は水平ブランキング期間に対応し、この信
号は後段のサンプル・ホールド回路2においてサ
ンプル・ホールドパルス6b(6b1はサンプル、
6b2はホールド)により第3図示破線2aの信号
となる。即ち撮像セルの暗電流に対応しない水平
ブランキング期間103は、空読み出しに対応す
る被クランプ信号に置換される。次に、この破線
の信号2aはナイキスト周波数(転送周波数の1/
2)を遮断周波数とする低域フイルタ3を通過後
クランプ回路4において直流分が再生される。こ
こで上述のクランプ回路4は例えば第4図示の如
き構成であり、前記低域フイルタ3を通つた信号
3aはカツプリングコンデンサC1を経た後、ク
ランプパルス6c−1により駆動されるクランパ
44を介してある電位にクランプされる。このク
ランプされた信号は直流増幅器41を通してエン
コーダ回路等からなる信号処理回路5の入力信号
4aとなるが、前記信号4aの内遮光部OSに対
応する信号部分は、サンプル・ホールドパルス6
c−2により駆動されるサンプル・ホールド回路
42によつてサンプル・ホールドされる。これに
よつて光学的基準信号を検出し、かかる検出信号
と基準電圧Eを誤差増幅器43で比較増幅するこ
とによりクランプ誤差分を含んだ新たなクランプ
基準電位を得ることができ、この信号をクランパ
44に供給することで前記誤差分をキヤンセルす
る方向に映像信号3aをクランプする。上述のよ
うに、フイードバツク形クランプ回路4は常に映
像信号3aの前記検出信号の電位が一定電位にな
るよう動作する。クランプ回路4で直流分を再生
された映像信号4aは信号処理回路5で信号処理
されNTSC信号5aとなる。
(効果) 以上説明したように、水平帰線期間のフロント
ポーチに相当する部分の信号を空読出し駆動によ
り得、この信号をサンプルホールドすることによ
り、何らフイルターや撮像デバイスに変更を加え
る事なく周期の長い疑似的な黒基準信号(被クラ
ンプ信号)を得ることが可能になる。したがつ
て、フイードバツク形クランプ回路を採用するこ
とができるのでクランプ動作が安定する。しかも
フイードバツククランプを行なうにあたり撮像デ
バイスの一部遮光部分OSの出力を用いてクラン
プ誤差を検出しているので正確な黒レベルが得ら
れる。尚、本発明によればクランプ誤差検出に利
用する遮光部の撮像セルは数個で済むから撮像デ
バイスの受光面を有効に利用でき、解像度を損な
う事もない。しかも安定なクランプ動作ができ
る。即ち、クランプパルス幅として水平帰線期間
のほとんどを利用できるので、クランプ回路の基
本的な3つの性能であるハム改善率・低域過度ひ
ずみ・水平周期サグを改善し得る等多くの効果が
ある。
尚、本実施例では撮像デバイスの一例としてフ
レーム転送型CCDを挙げたが、インターライン
型CCD、MOS型イメージセンサ、CPD(Charge
Priming Device)等、どのような撮像デバイス
にも応用できる事は言うまでもない。
尚、本発明の実施例では空読み出し信号を形成
する為に1水平期間毎に水平シフトレジスタRR
に対してその水平面素数以上の読み出しパルスを
供給しているが、このような方法の他に、水平シ
フトレジスタRRの水平画素数を受光部PDや蓄積
部SD2の水平画素数より多くすると共に、水平
シフトレジスタRRの画素の内蓄積部SD2の画素
と対応しない画素からの信号を1ラインの最後に
読み出すようにしても空読み出し信号を形成でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はフレーム転送方式のCCDを示す図、
第2図は信号処理系のブロツクの一例を示す図、
第3図は第2図の各部波形図、第4図は本発明の
フイードバツク形クランプ回路の一例の構成図を
示す。 1は固体撮像素子、2はサンプルホールド回
路、3は低域フイルタ、4はクランプ回路、5は
信号処理回路、6は同期信号発生回路、41は直
流増幅器、42はサンプル・ホールド回路、43
は誤差増幅器、44はクランパを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1回の撮像によつて得られた光電変換信号を
    第1の方向に転送する第1の転送部と、第2の方
    向に1ライン分ずつ転送して読み出すための第2
    の転送部とを備えた撮像素子と、 この撮像素子の第2の転送部からの1ライン分
    の光電変換信号を読み出した後にもこの第2の転
    送部に読出し動作を行なわせて非光電変換信号を
    出力させる撮像素子駆動手段と、 前記非光電変換信号を少なくとも所定期間中保
    持するとともに、光電変換信号のレベルをこの非
    光電変換信号のレベルにクランプするクランプ手
    段と、 このクランプ手段の出力側の黒レベルを抽出し
    て所定の基準レベルと比較し、この比較出力によ
    つて前記出力側の黒レベルが基準レベルとなるよ
    うに前記クランプ手段を制御するレベル制御手段
    とを備えたことを特徴とする撮像装置。
JP57210929A 1982-11-30 1982-11-30 撮像装置 Granted JPS59100671A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57210929A JPS59100671A (ja) 1982-11-30 1982-11-30 撮像装置
US06/556,706 US4652927A (en) 1982-11-30 1983-11-30 Image sensing device

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JP57210929A JPS59100671A (ja) 1982-11-30 1982-11-30 撮像装置

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JPS59100671A JPS59100671A (ja) 1984-06-09
JPH0342750B2 true JPH0342750B2 (ja) 1991-06-28

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US4652927A (en) 1987-03-24
JPS59100671A (ja) 1984-06-09

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