JPS6143908B2 - - Google Patents
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- JPS6143908B2 JPS6143908B2 JP51146327A JP14632776A JPS6143908B2 JP S6143908 B2 JPS6143908 B2 JP S6143908B2 JP 51146327 A JP51146327 A JP 51146327A JP 14632776 A JP14632776 A JP 14632776A JP S6143908 B2 JPS6143908 B2 JP S6143908B2
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- Image Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
CCDなどのように、半導体を用いた固体撮像
装置が提案されている。CCDの場合には、構造
としては、シリコンの半導体基体の一面にSiO2
層を形成し、その上に電極を一定間隔に形成し、
この電極被着側或いはこれとは反対側より像を光
学的に投影して半導体基体の各電極下の部分に電
荷を蓄積し、この蓄積された信号を電極に与える
クロツクパルスによつて順次転送して読み出すよ
うになつている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Solid-state imaging devices using semiconductors, such as CCDs, have been proposed. In the case of a CCD, the structure is SiO 2 on one side of a silicon semiconductor substrate.
Form a layer and form electrodes at regular intervals on it,
An image is optically projected from the electrode-attached side or the opposite side to accumulate electric charge in the portion of the semiconductor substrate under each electrode, and the accumulated signals are sequentially transferred by clock pulses applied to the electrodes. It is designed to be read out.
ところで、このような半導体を用いた固体撮像
装置では、半導体の結晶を一定の面積にわたつて
均一に形成することが難かしく、局部的に結晶欠
陥が生じ、この結晶欠陥がある部分で熱的な原因
によつて電荷が発生しやすくなるので、暗電流が
この部分で他の部分に比べて異常に大きくなる傾
向がある。このため、像を投影して上述のように
信号を読み出したとき、暗電流が異常に大きいと
ころではノイズが発生する。従つて、第１図で示
すように映像信号ＳA中にノイズＮが混入し、従
つて再生画面上に映し出したときにはこのノイズ
が目につきやすいものとなる。 By the way, in solid-state imaging devices using such semiconductors, it is difficult to uniformly form semiconductor crystals over a certain area, and local crystal defects occur, and thermal effects occur in areas with these crystal defects. Because charges are easily generated due to various reasons, dark current tends to be abnormally large in this part compared to other parts. For this reason, when an image is projected and a signal is read out as described above, noise occurs where the dark current is abnormally large. Therefore, as shown in FIG. 1, noise N is mixed into the video signal S A , and this noise is easily noticeable when displayed on a playback screen.
従来においてはこのノイズＮを除去するため、
CCDより取出された被写体像に基づく映像信号
ＳAを比較回路に供給し、例えば第１図で示すよ
うに白レベルよりも高いレベルＥWを基準レベル
に設定し、この基準レベルよりも高い映像信号の
ときはこの部分をノイズ成分とみなしてCCDの
出力段に設けられたサンプリングホールド回路を
制御し、ノイズ成分が除去されるように構成した
ものである。 Conventionally, in order to remove this noise N,
A video signal S A based on the subject image extracted from the CCD is supplied to a comparison circuit, and a level E W higher than the white level is set as a reference level, for example, as shown in FIG. In the case of a signal, this portion is regarded as a noise component, and a sampling and hold circuit provided at the output stage of the CCD is controlled to remove the noise component.
ところで、結晶欠陥等に起因するこのノイズＮ
のレベルは結晶欠陥等の状態によつて大きく左右
され、上述したように白レベルを越えるレベルの
ものもあれば、灰レベル程度のものもあるから、
上述したように映像信号そのもののレベル比較を
行なう従来の雑音除去回路にあつては、白レベル
を越えるノイズＮは除去しうるも、灰レベル等の
中間レベルのノイズは除去しえない。 By the way, this noise N caused by crystal defects etc.
The level is greatly influenced by the state of crystal defects, etc., and as mentioned above, some levels exceed the white level, while others are at the gray level.
As described above, the conventional noise removal circuit that compares the levels of the video signals themselves can remove the noise N exceeding the white level, but cannot remove intermediate level noise such as the gray level.
本発明はこのような点を考慮し、半導体の結晶
欠陥などに起因するノイズを構成簡単にして確実
に除去できるようにしたものである。 In consideration of these points, the present invention is designed to simplify the structure and ensure reliable removal of noise caused by crystal defects in semiconductors.
第２図以下を参照して本発明による固体撮像装
置の雑音除去回路について詳細に説明するも、以
下説明する実施例は固体撮像体としてCCDを用
いた場合で、キヤリヤ転送方式はフレームトラン
スフア方式の例である。このCCD１０は第２図
で示すように撮像すべき被写体が投影される撮像
部１０Ａと、キヤリヤの蓄積部１０Ｂと、水平シ
フトレジスタ１０Ｃとで構成され、撮像部１０Ａ
は縦横に配列形成された複数の絵素１を有し、こ
れら複数の絵素１に蓄えられた被写体像の光情報
に基づくキヤリヤは蓄積部１０Ｂの対応する位置
に蓄積され、そしてこの蓄積されたキヤリヤは
1H分ずつ順次水平シフトレジスタ１０Ｃにパラ
レル転送さると共に、１絵素分づつ順次読出され
て映像信号ＳAが形成される。 The noise removal circuit of the solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. This is an example. As shown in FIG. 2, this CCD 10 is composed of an imaging section 10A onto which an object to be imaged is projected, a carrier storage section 10B, and a horizontal shift register 10C.
has a plurality of picture elements 1 arranged vertically and horizontally, and carriers based on the optical information of the subject image stored in these picture elements 1 are stored at corresponding positions in the storage section 10B, and The carrier was
The data is sequentially transferred in parallel to the horizontal shift register 10C in units of 1H, and sequentially read out in units of picture elements to form the video signal S A.
２は駆動パルス発生回路で、CCD１０を駆動
するに必要なパルスが形成される。ＰIは撮像パ
ルス（転送用のパルスを含む）、ＰVは転送パル
ス、ＰHは読出しパルスである。ＰSはサンプリン
グパルスで、水平シフトレジスタ１０Ｃの出力段
に設けられたサンプリングホールド回路３に供給
される。４は出力端子である。 2 is a drive pulse generation circuit that generates pulses necessary to drive the CCD 10; P I is an imaging pulse (including a pulse for transfer), P V is a transfer pulse, and P H is a read pulse. P S is a sampling pulse and is supplied to a sampling hold circuit 3 provided at the output stage of the horizontal shift register 10C. 4 is an output terminal.
本例ではこのようなCCD１０を用いて固体撮
像装置を構成するものであるが、この種撮像装置
に使用される本発明による雑音除去回路２０は第
３図で示すように特定像を撮像したときに得られ
る上述したノイズＮを含む出力を記憶するメモリ
回路２１が設けられ、このメモリ出力にて被写体
像に基づく撮像出力ＳAを制御してノイズＮを除
去するようにしたものである。 In this example, such a CCD 10 is used to configure a solid-state imaging device, and the noise removal circuit 20 according to the present invention used in this type of imaging device has a noise reduction circuit 20 when a specific image is captured as shown in FIG. A memory circuit 21 is provided to store an output including the above-mentioned noise N obtained in the above-mentioned image forming apparatus, and the noise N is removed by controlling the imaging output S A based on the subject image using this memory output.
雑音除去回路２０についてさらに詳細に説明し
よう。本例では水平シフトレジスタ１０Ｃの出力
段に振巾検波回路２２が設けられ、検波出力はス
イツチSW1を介してメモリ回路２１に供給され
る。検波出力は通常の被写体像に基いて得られた
出力ではなく、特定された像を撮像したときに得
られる出力である。すなわち、この特定像に基づ
く出力は半導体の結晶欠陥などによるノイズを検
出するために利用されるものであつて、例えば撮
像部１０Ａを遮光したときに得られる出力が利用
される。 Let us explain the noise removal circuit 20 in more detail. In this example, an amplitude detection circuit 22 is provided at the output stage of the horizontal shift register 10C, and the detection output is supplied to the memory circuit 21 via the switch SW1. The detection output is not an output obtained based on a normal object image, but an output obtained when a specified image is captured. That is, the output based on this specific image is used to detect noise due to semiconductor crystal defects, and for example, the output obtained when the imaging section 10A is shielded from light is used.
撮像部１０Ａ及び蓄積部１０Ｂを構成している
半導体に結晶欠陥などがあれば、第４図に示すよ
うに必ずその欠陥部分に対応してＮL、ＬHなどの
ノイズＮが発生するから、振巾検波回路２２のス
レツシヨールドレベルを例えば図の如く中間的な
ノイズＮLも含まれるようにＥSに定めれば、特定
出力ＳFの検波出力ＳDは同図Ｂの如くなる。 If there is a crystal defect or the like in the semiconductor constituting the imaging section 10A and the storage section 10B, noise N such as N L and L H will be generated corresponding to the defect as shown in FIG. For example, if the threshold level of the amplitude detection circuit 22 is set to E S so as to include intermediate noise N L as shown in the figure, the detection output S D of the specific output S F becomes as shown in B of the same figure. .
検波出力ＳDはさらに符号化回路２３に供給さ
れ、例えば２進数に変換される。本例ではノイズ
Ｎが存在すると変換出力ＳCが論理“０”となる
ように選ばれている。 The detected output S D is further supplied to an encoding circuit 23 and converted into, for example, a binary number. In this example, the conversion output S C is selected to be logic "0" when noise N exists.
変換出力ＳCはメモリ回路２１に供給され、そ
の内容が書込まれるものである。書込みパルスＰ
W、及び読出しパルスＰRはいずれもCCD１０の
駆動パルスＰI、ＰH等と同期がとられる。なお、
本例ではメモリ回路２１としてはRAMで代表さ
れる揮発性メモリを使用した場合であるので、読
出動作時（被写体を撮像している場合）はスイツ
チSW1は接点ｂ側に切換えられ、読出し内容（メ
モリ出力）が同時に書込まれるようになつてい
る。 The conversion output S C is supplied to the memory circuit 21 and its contents are written therein. Write pulse P
Both W and the read pulse PR are synchronized with the drive pulses P I , P H , etc. of the CCD 10 . In addition,
In this example, a volatile memory represented by RAM is used as the memory circuit 21, so during read operation (when imaging a subject), switch SW 1 is switched to contact b side, and the read contents are (memory output) are written simultaneously.
一方サンプリングホールド回路３に供給される
サンプリングパルスＰSの伝送路上にはアンド回
路よりなるゲート回路２４が設けられ、そのゲー
ト信号として上述したメモリ回路２１のメモリ出
力ＳMが利用される。 On the other hand, a gate circuit 24 consisting of an AND circuit is provided on the transmission path of the sampling pulse P S supplied to the sampling hold circuit 3, and the memory output S M of the above-mentioned memory circuit 21 is used as the gate signal.
次に本発明回路の動作を説明しよう。本発明で
は正規な撮像をする前の段階で、スイツチSW1を
接点ａ側に切換え、上述したように特定像の出力
ＳDに基いてCCD１０のノイズ発生個所をメモリ
回路２１に記憶させておく。記憶動作が終了した
のちはスイツチSW1を接点ｂ側に切換え、通常の
如く被写体を撮像する。 Next, the operation of the circuit of the present invention will be explained. In the present invention, before normal imaging, the switch SW 1 is switched to the contact a side, and as described above, the noise generation location of the CCD 10 is stored in the memory circuit 21 based on the output S D of the specific image. . After the storage operation is completed, switch SW 1 is switched to contact b side, and the subject is imaged as usual.
ここで、CCD１０の駆動に同期してメモリ回
路２１の読出し動作が行なわれるが、結晶欠陥な
どによるノイズＮが発生する位置はすでにメモリ
回路２１に記憶されているので、ノイズをサンプ
リングする時点ではメモリ出力ＳMによつてサン
プリングパルスＰSはゲートされず、結局サンプ
リング動作は行なわれない。そのため、ノイズ発
生期間はそれ以前の撮像出力がそのままホールド
されることになり、ノイズの除去を図ることがで
きる。 Here, the reading operation of the memory circuit 21 is performed in synchronization with the drive of the CCD 10, but since the position where the noise N due to crystal defects etc. occurs is already stored in the memory circuit 21, at the time of sampling the noise, the memory circuit 21 is read out. The sampling pulse P S is not gated by the output S M so that no sampling operation takes place. Therefore, during the noise generation period, the previous imaging output is held as is, and noise can be removed.
ノイズのない区間では、メモリ出力ＳMの内容
は論理“１”であるので、サンプリングホールド
回路３は正常なサンプリング動作が行なわれるこ
とになるので、被写体の光情報に基づく出力が得
られるは言うまでもない。 In a noise-free section, the content of the memory output S M is logic "1", so the sampling and holding circuit 3 performs a normal sampling operation, and it goes without saying that an output based on the light information of the subject can be obtained. stomach.
以上説明したように本発明ではメモリ回路を設
け、被写体を撮像する前に結晶欠陥部分を記憶さ
せ、その出力でサンプリング動作を制御するよう
にしたから、ノイズを確実に除去できる。この場
合、本発明では特に、特定像にもとづくメモリ出
力ＳMでサンプリング動作を制御するようにして
いるので、第４図に示すような中間のレベルをも
つたノイズも確実に記憶でき、そのため本発明に
よれば、白レベルを越えるノイズのみならず、灰
レベルに相当するようなレベルをもつたノイズを
も確実に除去できる。従つてＳ／Ｎの良い画像を
得ることができるものである。又、撮像の都度、
結晶欠陥部分を記憶させているので、使用中に新
たに結晶欠陥が起つても対処することができ、常
に良質の画像を得ることができる。 As explained above, in the present invention, a memory circuit is provided to memorize the crystal defect portion before imaging the object, and the sampling operation is controlled by the output thereof, so that noise can be reliably removed. In this case, in the present invention, the sampling operation is particularly controlled by the memory output S M based on the specific image, so that even noise having an intermediate level as shown in FIG. 4 can be reliably stored. According to the invention, not only noise exceeding the white level but also noise having a level corresponding to the gray level can be reliably removed. Therefore, an image with good S/N ratio can be obtained. Also, each time an image is taken,
Since crystal defect areas are memorized, even if new crystal defects occur during use, they can be dealt with, and high-quality images can always be obtained.
さらに、固体撮像体間に感度等のバラツキがあ
つても、使用される固体撮像体ごとに欠陥部分を
検出、記憶しているので、感度等のバラツキを含
めた欠陥部分の検出を行うことができる。 Furthermore, even if there are variations in sensitivity etc. between solid-state image sensors, defective parts are detected and stored for each solid-state image sensor used, so it is possible to detect defective parts including variations in sensitivity etc. can.
第５図は本発明回路２０の他の例を示し、本例
ではサンプリングしたあとの出力ＳFを振巾検波
するようにした場合である。特定出力ＳFとして
サンプリング出力を利用する関係上、特定出力Ｓ
Fをメモリ回路２１に記憶させるときでも、従つ
てメモリ出力ＳMが無いときでもサンプリングホ
ールド回路３は動作させなければならないので、
本例では上述したスイゾチ（第１のスイツチ）
SW1と連動する第２のスイツチSW2を設け、特定
出力ＳFの書込み中は電源２６の電圧をゲート信
号としてゲート回路２４に供給している。他の回
路構成は第３図と同様である。 FIG. 5 shows another example of the circuit 20 of the present invention, in which the amplitude detection is performed on the output S F after sampling. Because the sampling output is used as the specific output S F , the specific output S
Even when storing F in the memory circuit 21, the sampling and holding circuit 3 must be operated even when there is no memory output S M.
In this example, the above-mentioned Suizochi (first switch)
A second switch SW 2 is provided which operates in conjunction with SW 1 , and supplies the voltage of the power supply 26 as a gate signal to the gate circuit 24 during writing of the specific output SF . The other circuit configurations are the same as those shown in FIG.
本例においても前述したと同様の効果を奏しう
る。 In this example as well, the same effects as described above can be achieved.
本発明において使用できる固体撮像体はCCD
に限られない。CCDにあつてもそのキヤリヤ転
送方式は問わない。 The solid-state image sensor that can be used in the present invention is a CCD
Not limited to. Even if it is a CCD, its carrier transfer method does not matter.
第１図はノイズをもつた映像信号の説明図、第
２図は固体撮像体の一例を示す構成図、第３図本
発明による固体撮像装置の雑音除去回路の一例を
示す系統図、第４図はその動作説明に供する波形
図、第５図は本発明の他の実施例を示す系統図で
ある。
１０は固体撮像体、２０は雑音除去回路、３は
サンプリングホールド回路、２１はメモリ回路、
２２は振巾検波回路、２４はゲート回路である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a video signal with noise, FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a solid-state imaging device, FIG. 3 is a system diagram showing an example of a noise removal circuit of a solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. The figure is a waveform diagram for explaining the operation, and FIG. 5 is a system diagram showing another embodiment of the present invention. 10 is a solid-state image sensor, 20 is a noise removal circuit, 3 is a sampling hold circuit, 21 is a memory circuit,
22 is an amplitude detection circuit, and 24 is a gate circuit.
Claims (1)
のモードで特定像を撮像したときに上記固体撮像
体から得られる特定出力と所定のスレツシヨール
ドレベルを有する信号とレベル比較し、この比較
出力をモード切換スイツチを介してメモリ回路に
供給して半導体基体の欠陥部分に対応した出力を
記憶させると共に、第２モードで通常被写体像に
基づく撮像出力を上記メモリ回路の出力で制御
し、このメモリ回路出力を上記モード切換スイツ
チを介して上記メモリ回路に再入力して上記欠陥
部分に発生する雑音を上記撮像出力より除去する
ようにしたことを特徴とする固体撮像装置の雑音
除去回路。1 has a solid-state image pickup body made of a semiconductor element, and has a first
When a specific image is captured in this mode, the specific output obtained from the solid-state imaging body is compared in level with a signal having a predetermined threshold level, and this comparison output is supplied to a memory circuit via a mode changeover switch. to store the output corresponding to the defective part of the semiconductor substrate, and in the second mode, the imaging output based on the normal subject image is controlled by the output of the memory circuit, and this memory circuit output is sent to the memory via the mode changeover switch. A noise removal circuit for a solid-state imaging device, characterized in that noise generated in the defective portion is removed from the image pickup output by re-inputting the noise into the circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14632776A JPS5370634A (en) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | Noise rejecting circuit for solid state pick up unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14632776A JPS5370634A (en) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | Noise rejecting circuit for solid state pick up unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5370634A JPS5370634A (en) | 1978-06-23 |
| JPS6143908B2 true JPS6143908B2 (en) | 1986-09-30 |
Family
ID=15405157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14632776A Granted JPS5370634A (en) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | Noise rejecting circuit for solid state pick up unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5370634A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230028817A (en) | 2021-08-19 | 2023-03-03 | 한국로봇융합연구원 | System and method for controlling Laparoscopic camera holder Robot |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5597782A (en) * | 1979-01-19 | 1980-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state pickup unit |
-
1976
- 1976-12-06 JP JP14632776A patent/JPS5370634A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230028817A (en) | 2021-08-19 | 2023-03-03 | 한국로봇융합연구원 | System and method for controlling Laparoscopic camera holder Robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5370634A (en) | 1978-06-23 |
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