JP2000261730A - 固体撮像装置およびこれを用いたカメラ - Google Patents

固体撮像装置およびこれを用いたカメラ

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JP2000261730A
JP2000261730A JP11063945A JP6394599A JP2000261730A JP 2000261730 A JP2000261730 A JP 2000261730A JP 11063945 A JP11063945 A JP 11063945A JP 6394599 A JP6394599 A JP 6394599A JP 2000261730 A JP2000261730 A JP 2000261730A
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Wakichi Nakamura
和▲吉▼ 中村
Kenro Sone
賢朗 曽根
Shinichi Tashiro
信一 田代
Kazuo Oda
和夫 小田
Kazuhiko Kikuchi
和彦 菊池
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦スジノイズを生じない画像信号を出力する
固体撮像装置と、ノイズのない鮮明な画像が得られるカ
メラとを提供する。 【解決手段】 固体撮像装置が備えるＣＭＯＳイメージ
センサ２０の光電変換部２１において、有効画素領域１
の垂直走査方向端部に、少なくとも５行ずつの第一垂直
黒基準部２および第二垂直黒基準部３を設け、これらの
垂直黒基準部の少なくとも一方の外側に設けた第三垂直
黒基準部４から、垂直ブランキング期間内に、好ましく
は８水平期間以上、より好ましくは１６水平期間以上の
出力を取得して蓄積して加算平均をとることにより求め
た基準出力を、有効画素領域１の各水平期間の出力から
差し引くことにより、有効画素領域１からの光の漏れ込
みによる蓄積電荷や、有効画素領域１の飽和ダイオード
からの漏れ込み電荷に起因する縦スジノイズを含まない
画像信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画素が受けた光を
電気信号に変換することにより映像信号を出力する固体
撮像装置と、この固体撮像装置を用いたビデオカメラシ
ステムやデジタルスチルカメラ等に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラシステムやデジタルスチル
カメラ等に用いられる固体撮像装置は電子の目と呼ば
れ、光を電気信号に変換する装置である。その代表とし
て、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサ
があげられる。
【０００３】最近では、銀塩カメラに迫る画質を求め
た、１００万画素以上の高密度固体撮像装置や、携帯端
末等に取り付けて使用する為の低消費電力型の固体撮像
装置の開発が盛んである。
【０００４】特に、ＣＭＯＳイメージセンサは、単一電
源での動作が可能であり、信号処理部とのワンチップ化
も可能である等の理由により、携帯端末に適している。
【０００５】ここで、ＣＭＯＳイメージセンサを利用し
た従来の固体撮像装置の構成について、図面を参照しな
がら簡単に説明する。
【０００６】図７に示すように、従来の固体撮像装置
は、光を電気信号に変換する光電変換部において、行列
状に設けられた複数の画素部１０の各々に、光電変換を
行う一つのフォトダイオード４１と、４つのトランジス
タ４２〜４５とが設けられている。
【０００７】トランジスタ４２は、フォトダイオード４
１のリセット用トランジスタであり、リセット信号線１
２から与えられるリセットパルスに応じてフォトダイオ
ード４１の残留電荷をリセット電源へ逃がす役割を果た
す。トランジスタ４３はソースフォロワ回路の増幅トラ
ンジスタであり、トランジスタ４４は、行選択信号線１
３から与えられる選択信号に応じて画素部１０からの信
号電荷読み出しのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。トランジス
タ４５は、ＤＣ電位を一定に調節する役割を果たす。
【０００８】画素部１０からの出力は、フォトダイオー
ド４１からの出力と、トランジスタ４３のしきい値電圧
とを含む。従って、画素部１０の各々におけるトランジ
スタ４３のしきい値電圧差によって、画素むらが発生す
る。
【０００９】この画素むらを除去するために、従来の固
体撮像装置のＣＭＯＳイメージセンサ６０は、図７およ
び図８に示すように、画素部１０を有する光電変換部６
１と同一基板上に、画素データ線１１の各々に対して、
一つのサンプルホールド部１６と一組のスイッチ４６・
４７とを有する撮像信号出力部２２を備えている。
【００１０】サンプルホールド部１６の出力は、サンプ
リングパルス信号線１４およびクランプパルス信号線１
５へそれぞれ印加されるサンプリングパルスおよびクラ
ンプパルスに応じて、リセット前信号線１７またはリセ
ット後信号線１８へ振り分けられる。
【００１１】図９に、ＣＭＯＳイメージセンサ６０の、
１水平期間（Ｈレート）における入力パルスタイミング
を示す。図９に示すように、リセットパルスの前にサン
プリングパルス信号線１４へサンプリングパルスが与え
られ、リセットパルスの後にクランプパルス信号線１５
へクランプパルスが与えられる。
【００１２】画素部１０の出力は、画素データ線１１を
通ってサンプルホールド部１６へ入力され、サンプルホ
ールド部１６で、リセット前の出力はサンプリングパル
スによってサンプリングされ、サンプルホールド部１６
に設けられたサンプリング用コンデンサ１６ａ（図１０
参照）に蓄えられる。一方、リセット後の出力は、クラ
ンプパルスによってクランプされ、同様にサンプルホー
ルド部１６に設けられたクランプ用コンデンサ１６ｂ
（図１０参照）に蓄えられる。
【００１３】これにより、リセット前の出力はリセット
前信号線１７へ、リセット後の出力はリセット後信号線
１８へと、振り分けられる。なお、リセット前の画素部
１０からの出力には、フォトダイオード４１からの出力
とトランジスタ４３のしきい値電圧分とが含まれるが、
前述したように、リセットパルスによってフォトダイオ
ード４１はリセットされるので、リセット後の画素部１
０からの出力には、トランジスタ４３のしきい値電圧分
のみが含まれる。
【００１４】従って、差動部１９において、リセット前
の出力からリセット後の出力を差し引くことによりトラ
ンジスタ４３のしきい値電圧分が相殺され、フォトダイ
オード４１からの出力のみが得られる。これにより、画
素むらを除去することができる。
【００１５】しかしながら、画素むらを除去するために
設けた撮像信号出力部２２において、スイッチ４６内の
トランジスタ４６ａ（図１０参照）と、スイッチ４７内
のトランジスタ４７ａ（図１０参照）との間にもしきい
値電圧差が存在するため、ＣＭＯＳイメージセンサ６０
から得られた撮像信号をディスプレイに表示したとき
に、ディスプレイ上で縦方向に走るノイズ（縦スジノイ
ズ）が発生するという新たな問題が生じる。
【００１６】そこで、従来の固体撮像装置では、この縦
スジノイズを除去するために、以下のような手法を用い
ている。
【００１７】図８に示すように、従来のＣＭＯＳイメー
ジセンサ６０において、画素が行列状に配置された光電
変換部６１は、有効画素領域５１の垂直方向両端部に、
画素部に光があたらないようにアルミニウム膜等の遮光
膜で覆われた第一垂直黒基準部５２および第二垂直黒基
準部５３とを備えている。また、有効画素領域５１の水
平方向両端部には、同様に遮光膜で覆われた水平黒基準
部５５ａ・５５ｂが設けられている。
【００１８】図８に示した例では、４９４行の有効画素
領域５１に対して、第一垂直黒基準部５２および第二垂
直黒基準部５３が、それぞれ５行（５水平期間）ずつ設
けられている。
【００１９】縦スジノイズの原因となるしきい値電圧差
は、有効画素領域５１に位置する画素部１０からの出力
だけでなく、遮光された黒基準部に位置する画素部１０
（オプティカルブラック画素）からの出力にも現れる。
【００２０】そこで、第一垂直黒基準部５２または第二
垂直黒基準部５３に位置する画素部１０からの出力を基
準出力として取り込むメモリを備えた縦スジノイズ除去
回路を設け、水平期間毎に、撮像信号（撮像信号出力部
２２の差動部１９の出力）から上記の基準出力を差し引
くことによって、縦スジノイズを除去することができ
る。なお、縦スジノイズ除去回路は、ＣＭＯＳイメージ
センサの外部に設けられる。
【００２１】このとき、一般的に、特開平９−３３１４
２０号公報にも開示されているように、画素部１０のフ
ォトダイオード４１で発生するランダムノイズからの影
響を受けにくくするために、黒基準部の２水平期間以上
の出力を蓄積してそれらの加算平均を求め、基準出力と
して用いる。
【００２２】図１１に、従来のＣＭＯＳイメージセンサ
６０の１垂直期間（Ｖレート）での出力タイミングを示
す。図１１において、ＨＤは水平同期信号、ＶＤは垂直
同期信号であり、センサ出力は、撮像信号すなわち撮像
信号出力部２２からの出力を表す。なお、ここでの表示
方式は、６４０×４８０画素のＶＧＡ方式である。
【００２３】図１１に示すように、センサ出力は、４９
４水平期間の有効画素領域出力５６の後に、５水平期間
の第二垂直黒基準部出力５８が続き、２１水平期間の垂
直ブランキング期間を経て、５水平期間の第一垂直黒基
準部出力５７が続く。
【００２４】このセンサ出力のうち、縦スジノイズを除
去するための基準出力として用いるために前述の縦スジ
ノイズ除去回路に蓄積されるデータは、第一垂直黒基準
部出力５７または第二垂直黒基準部出力５８から選択さ
れる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の縦スジノイズ除去方法によっても、垂直黒基準
部を覆った遮光膜の有効画素領域５１側の端部からの光
の漏れ込みによって垂直黒基準部のフォトダイオード４
１に電荷が蓄積されたり、有効画素領域５１の画素部１
０のフォトダイオード４１が飽和して垂直黒基準部のフ
ォトダイオード４１へ電荷が漏れ込んだりすることによ
り、縦スジノイズ除去用の基準出力にランダムノイズ以
外のノイズ成分が入ってしまい、縦スジノイズを完全に
は除去できないといった問題点があった。
【００２６】本発明は、上記の問題を解決するために、
上記したランダムノイズ以外のノイズ成分が縦スジノイ
ズ除去用の基準出力へ入ることを防止することにより、
縦スジノイズを生じない画像信号を出力できる固体撮像
装置と、ノイズのない鮮明な画像が得られるカメラとを
提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明にかかる固体撮像装置は、光を電気信号に
変換して撮像信号を出力する撮像素子を備え、前記撮像
信号から基準出力を差し引くことにより画像補正を行う
固体撮像装置において、前記撮像素子が、有効画素領域
における垂直走査方向両端部の少なくとも一方に、遮光
された垂直黒基準部を有すると共に、前記垂直黒基準部
における前記有効画素領域から所定の行数以上離れた領
域を基準出力データ取得用領域とし、前記基準出力を求
めるためのデータを垂直ブランキング期間内に前記基準
出力データ取得用領域から取得する画像補正手段を備え
たことを特徴とする。
【００２８】上記の構成によれば、基準出力を求めるた
めのデータを取得する基準出力データ取得用領域が、有
効画素領域から所定の行数以上離れた位置に設けられて
いるので、基準出力に、垂直黒基準部における有効画素
領域側の端部からの光の漏れ込みによる蓄積電荷や、有
効画素領域の飽和ダイオードからの漏れ込み電荷に起因
するノイズ成分が含まれることを防止できる。これによ
り、このようなノイズ成分に起因する縦スジノイズを含
まない画像信号を得ることが可能な固体撮像装置を提供
できる。
【００２９】また、上記の固体撮像装置において、前記
所定の行数が５であることが好ましく、これにより、光
の漏れ込みによる蓄積電荷や、有効画素領域の飽和ダイ
オードからの漏れ込み電荷の影響をほぼ完全に除去する
ことができる。
【００３０】また、上記の固体撮像装置は、前記基準出
力データ取得用領域から、好ましくは８行以上、さらに
好ましくは１６行以上のデータを取得して加算平均をと
ることにより前記基準出力を求める演算手段を備えたこ
とが好ましい。この構成によれば、画像信号に含まれる
ノイズのレベルを、人間の目によって認識されない程度
まで抑制することができる。
【００３１】また、上記の固体撮像装置は、前記基準出
力データ取得用領域の行数がｍであり、前記基準出力デ
ータ取得用領域からｋ行のデータを取得して加算平均を
とることにより前記基準出力を求める演算手段を備え、
【００３２】
【数２】ｋ＜ｍ が成り立つ構成とすることが好ましい。
【００３３】上記の構成によれば、固体撮像装置の出荷
前の調整時等に、基準出力データ取得用領域において基
準出力を求めるためのデータを取得する行を可変にする
ことができる。従って、例えば、検査工程において、基
準出力データ取得用領域のいずれかの行に欠陥が見つか
った場合等に、その行以外の行から基準出力用のデータ
を取得するように設定を変更することが可能となるの
で、歩留まりを向上させることができる。
【００３４】また、上記の固体撮像装置は、ｎを自然数
とし、前記基準出力データ取得用領域から２n行のデー
タを取得してディジタルデータに変換して蓄積し、蓄積
されたディジタルデータの加算平均をとることにより前
記基準出力を求める演算手段を備えた構成とすることが
好ましい。
【００３５】上記の構成によれば、演算手段での演算が
ディジタルデータの形式で行われるので、加算平均をと
る行の数を２nとすることにより、加算平均を求める際
の除算演算をビットシフトによって容易に行うことがで
きる。これにより、演算手段の回路構成を簡略化するこ
とができるという利点がある。
【００３６】また、上記の固体撮像装置において、撮像
素子がＣＭＯＳイメージセンサである構成とすることが
好ましい。これにより、単一電源での動作が可能とな
り、撮像素子から出力される信号を処理する回路とのワ
ンチップ化も可能であるので、携帯に適した小型の固体
撮像装置を提供できるという利点がある。
【００３７】また、前記の目的を達成するために、本発
明にかかるカメラは、上記の固体撮像装置のいずれか
と、前記固体撮像装置に光を導く光学系と、前記固体撮
像装置から出力される画像信号を可視化する表示手段と
を備えたことを特徴とする。
【００３８】上記の構成によれば、固体撮像装置におい
て、基準出力を求めるためのデータを取得する基準出力
データ取得用領域が、有効画素領域から所定の行数以上
離れた位置に設けられているので、基準出力に、垂直黒
基準部における有効画素領域側の端部からの光の漏れ込
みによる蓄積電荷や、有効画素領域の飽和ダイオードか
らの漏れ込み電荷に起因するノイズ成分が含まれること
を防止できる。これにより、固体撮像装置から、縦スジ
ノイズを含まない画像信号を得て、鮮明な画像を表示す
ることが可能なカメラを提供できる。
【００３９】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下に、本発明
にかかる固体撮像装置の実施の一形態について、図面を
参照しながら説明する。
【００４０】本実施形態の固体撮像装置は、図１に示す
ような、ＣＭＯＳイメージセンサ２０（撮像素子）を備
えている。ＣＭＯＳイメージセンサ２０は、受けた光を
電気信号に変換する画素が行列状に配列された光電変換
部２１と、光電変換部２１から出力される電気信号を、
撮像信号として外部へ出力する撮像信号出力部２２と
が、同一基板上に形成された構成である。
【００４１】なお、光電変換部２１の画素部の回路構成
は、図７に画素部１０として示した従来の構成と同様で
あり、撮像信号出力部２２の内部の回路構成も、図７に
示した従来の構成と同様であるので、詳しい説明は省略
し、同じ参照番号を付して以下の説明に用いる。
【００４２】図１に示すように、ＣＭＯＳイメージセン
サ２０の光電変換部２１は、有効画素領域１の垂直方向
両端部に、第一垂直黒基準部２、第二垂直黒基準部３、
および第三垂直黒基準部４を備えている。これらの垂直
黒基準部は、光電変換部２１の表面をアルミニウム膜等
の遮光膜で覆うことにより形成されている。
【００４３】第一垂直黒基準部２は、有効画素領域１の
読み出しスタート側に５行（５水平期間）、第二垂直黒
基準部３は有効画素部１の読み出しエンド側に５行（５
水平期間）ずつ設けられる。
【００４４】第三垂直黒基準部４（基準出力データ取得
用領域）は、第二垂直黒基準部３の外側に設けられ、そ
の行数は、後述する理由から、８行以上であることが好
ましく、１６行以上であることがさらに好ましい。ま
た、第三垂直黒基準部４の行数は、垂直ブランキング期
間の長さを超えない範囲まで増やすことが可能である。
【００４５】例えば、ＶＧＡ方式のＣＭＯＳイメージセ
ンサの場合、有効画素領域１の行数を４９４水平期間と
すれば、残りの期間の長さは３１水平期間であるので、
この３１水平期間から、第一垂直黒基準部２および第二
垂直黒基準部３の合計１０行分を差し引くことにより、
第三垂直黒基準部４の最大行数は２１行となる。
【００４６】図２に、ＶＧＡ方式を採用し、第三垂直黒
基準部４の行数を２１行とした場合の、ＣＭＯＳイメー
ジセンサ２０の１垂直期間（Ｖレート）での出力タイミ
ングを示す。図２において、「ＨＤ」は水平同期信号、
「ＶＤ」は垂直同期信号であり、「センサ出力」は撮像
信号出力部２２からの出力である。
【００４７】この場合のセンサ出力は、有効画素領域出
力６（４９４水平期間）の後、５水平期間の第二垂直黒
基準部出力８が続き、その直後に、２１水平期間の第三
垂直黒基準部出力９が続き、さらにその直後に、５水平
期間の第一垂直黒基準部出力７が続く。なお、図２か
ら、垂直ブランキング期間が、第三垂直黒基準部出力９
によって埋められていることが分かる。
【００４８】縦スジノイズ除去用の基準出力に用いるた
めのデータは、理論上は、垂直ブランキング期間の３１
水平期間の内の任意の水平期間から取得することが可能
である。しかしながら、有効画素領域１から５水平期間
以内、すなわち第一垂直黒基準部２や第二垂直黒基準部
３では、遮光膜の端部からの光の漏れ込みと、有効画素
領域１において飽和したフォトダイオード４１からの電
荷漏れとによって、画素部１０のフォトダイオード４１
にノイズの原因となる電荷が蓄積されている可能性があ
る。
【００４９】図３は、光電変換部２１に対して、画素部
１０のフォトダイオード４１が飽和する強度の光を照射
した場合の、ＣＭＯＳイメージセンサ２０の１垂直期間
（Ｖレート）での出力タイミングチャートである。
【００５０】図３において、有効画素領域１に隣接する
５水平期間分の第二垂直黒基準部３からの出力（第二垂
直黒基準部出力８）と、有効画素領域１から５水平期間
以上離れた第三垂直黒基準部４からの出力（第三垂直黒
基準部出力９）とを比較すれば、第三垂直黒基準部出力
９の各水平期間が一定のレベル（オプティカルブラック
レベル）で安定しているのに対し、第二垂直黒基準部出
力８は、オプティカルブラックレベルよりも大きいこと
が分かる。これはすなわち、上述した光の漏れ込みや電
荷漏れによって第二垂直黒基準部３のフォトダイオード
４１に電荷が蓄積したことに起因すると考えられる。
【００５１】図３に示す第二垂直黒基準部出力８から分
かるように、各水平期間において、フォトダイオード４
１の蓄積電荷に起因するノイズ成分は、有効画素領域１
から遠ざかるほど徐々に小さくなる。このノイズ成分の
大きさは、フォトダイオード４１の特性やＣＭＯＳイメ
ージセンサ２０の基板内の電荷の移動度によって異なる
ものであるが、本発明者らは、各行からのセンサ出力を
測定することにより、飽和時のセンサ出力が８００ｍＶ
の場合、有効画素領域１に隣接する行では約２５０ｍ
Ｖ、有効画素領域１から２行目の行では約９０ｍＶ、３
行目の行では約３０ｍＶ、４行目の行では約１０ｍＶ、
５行目の行では約３ｍＶのノイズ成分が生じることを確
認した。
【００５２】従って、本実施形態の固体撮像装置では、
有効画素領域１から５行以内にある第一垂直黒基準部２
および第二垂直黒基準部３からの出力を用いずに、光の
漏れ込みや電荷漏れによるフォトダイオード４１への電
荷の蓄積がない第三垂直黒基準部４の複数の水平期間の
出力を蓄積し、蓄積した出力の加算平均をとることによ
り、基準出力を得る。
【００５３】言い換えれば、有効画素領域１から５行以
上離れた位置にある行であれば、光の漏れ込みや電荷漏
れによるフォトダイオード４１への電荷の蓄積がないの
で、第一垂直黒基準部２および第二垂直黒基準部３の各
々を５行以上設け、第１垂直黒基準部２または第二垂直
黒基準部３の外側に設けた第三垂直黒基準部４からの出
力を蓄積して加算平均をとることにより、基準出力を得
ればよい。
【００５４】図４に示すように、本実施形態にかかる固
体撮像装置３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ２０から出
力される撮像信号から縦スジノイズを除去して画像信号
を得るために、撮像信号から縦スジノイズを除去する縦
スジノイズ除去部２４と、縦スジノイズ除去部２４から
出力される信号を、本固体撮像装置に接続されるディス
プレイ等の仕様に適合した画像信号に変換する信号処理
部２５とを有する画像信号生成部２３を備えている。
【００５５】上記の縦スジノイズ除去部２４（画像補正
手段）は、ＣＭＯＳイメージセンサ２０から出力される
撮像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２６
と、加算平均演算を行う加算平均部２７（演算手段）
と、加算平均部２７の演算結果を基準出力として記憶す
る基準出力記憶部２８と、Ａ／Ｄ変換器２６の出力から
基準出力記憶部２８に記憶されている基準出力を差し引
く差動器２９とを備えている。
【００５６】加算平均部２７は、前述したように、第三
垂直黒基準部４のうち、８水平期間以上、より好ましく
は１６水平期間以上の出力を蓄積し、蓄積した出力の加
算平均を求めることによって基準出力を求めるが、その
理由について、図５を参照しながら説明する。
【００５７】図５は、本実施形態の固体撮像装置３０か
ら出力される画像信号（図４に示す画像信号生成部２３
からの出力）をディスプレイに表示させたときのノイズ
レベルが、基準出力を算出するために加算平均部２７に
蓄積される水平期間の数に応じてどのように変化するか
を表したものである。なお、縦軸のノイズレベルは、実
効値電圧（ｍＶ）である。
【００５８】なお、ここではＮＴＳＣ方式のディスプレ
イを用いたが、このディスプレイにおいて人間の目によ
ってノイズとして認識され得るノイズレベルの下限値
は、３．５ｍＶ程度である。これにより、基準出力を算
出するためには、第三垂直黒基準部４の出力のうち、少
なくとも８水平期間の加算平均をとることが好ましいこ
とが分かる。
【００５９】また、加算平均部２７での演算はディジタ
ルデータの形式で行われるので、加算平均をとる水平期
間の数を２nとすれば、加算平均を求める際の除算演算
をビットシフトによって容易に行うことができるので、
加算平均部２７の回路構成を簡略化することができる。
【００６０】さらに、第三垂直黒基準部４の行数が、加
算平均をとるために蓄積すべき水平期間の数よりも多く
なるように第三垂直黒基準部４を形成しておけば、固体
撮像装置の出荷前の調整時等に、どの水平期間の出力を
蓄積するかを可変とすることができる。従って、例え
ば、検査工程において、第三垂直黒基準部４のいずれか
の行に欠陥が見つかった場合等に、その行以外の行の出
力を加算平均をとるために蓄積するように設定を変更す
ることが可能となるので、歩留まりを向上させることが
できる。
【００６１】以上のように、本実施形態の固体撮像装置
３０によれば、有効画素領域１から５行以上離れた位置
に第三垂直黒基準部４を設け、第三垂直黒基準部４のう
ちの複数の水平期間の出力を加算平均して基準出力を求
めることにより、ランダムノイズだけでなく、遮光膜端
部からの光の漏れ込みや、有効画素領域１の飽和ダイオ
ードからの電荷の漏れ込みに起因するノイズを除去する
ことができる。これにより、縦スジノイズを含まない画
像信号を得ることができる。
【００６２】なお、図１に示した構成では、第三垂直黒
基準部４を第二垂直黒基準部３の外側に配置したが、第
三垂直黒基準部４の位置は、これに限定されるものでは
なく、第三垂直黒基準部４を第一垂直黒基準部２の外側
に配置したり、第三垂直黒基準部４の所定の行数を第一
垂直黒基準部２と第二垂直黒基準部３の両方の外側に分
割して配置した構成としてもよく、同様の効果が得られ
る。
【００６３】（実施の形態２）以下、本発明にかかるカ
メラの実施の一形態について図面を参照しながら説明す
る。
【００６４】図６に示すように、本実施形態にかかるカ
メラは、ビデオカメラやディジタルスチルカメラとして
実現されるものであり、実施の形態１で説明した固体撮
像装置３０と、固体撮像装置３０のＣＭＯＳイメージセ
ンサ２０の光電変換部２１へ光を集めるレンズやフィル
タ等の光学系３１と、固体撮像装置３０が出力する画像
信号を表示するための液晶ディスプレイ等の画像表示装
置３２とを備えた構成である。
【００６５】本実施形態のカメラによれば、固体撮像装
置３０によって縦スジノイズを含まない画像信号を得る
ことができるので、画像表示装置３２にノイズのない鮮
明な映像を表示することができる。
【００６６】
【発明の効果】以上のように、発明にかかる固体撮像装
置によれば、有効画素領域から５行以上離れた位置に第
三垂直黒基準部を設け、第三垂直黒基準部のうちの複数
の水平期間の出力を蓄積し、加算平均をとることにより
基準出力を求めるので、ランダムノイズだけでなく、垂
直黒基準部の遮光膜端部からの光の漏れ込みや、有効画
素領域の飽和ダイオードからの電荷の漏れ込みに起因す
るノイズを除去することができる。これにより、縦スジ
ノイズを含まない画像信号を得ることができる固体撮像
装置を提供できるという効果を奏する。
【００６７】また、この固体撮像装置を用いてカメラを
構成することにより、ノイズのない鮮明な画像が得られ
るカメラを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる固体撮像装置が
備えるＣＭＯＳイメージセンサの構成を示す平面図
【図２】 前記ＣＭＯＳイメージセンサの１垂直期間
（Ｖレート）の出力タイミングを示すタイミングチャー
ト
【図３】 前記ＣＭＯＳイメージセンサに対して飽和レ
ベルの光を照射した場合の、１垂直期間（Ｖレート）の
出力タイミングを示すタイミングチャート
【図４】 前記固体撮像装置の概略構成を示すブロック
図
【図５】 前記固体撮像装置において、基準出力を得る
ために蓄積する水平期間の数に対するノイズレベルの変
化を示したグラフ
【図６】 本発明の他の実施形態にかかるカメラの構成
を示すブロック図
【図７】 従来の固体撮像装置が備えるＣＭＯＳイメー
ジセンサの内部構成を示す回路図
【図８】 前記従来のＣＭＯＳイメージセンサの構成を
示す平面図
【図９】 前記従来のＣＭＯＳイメージセンサが備える
撮像信号出力部に入力される信号のタイミングを示すタ
イミングチャート
【図１０】 前記従来のＣＭＯＳイメージセンサにおい
て画素むらを除去するための構成を示す回路図
【図１１】 前記従来のＣＭＯＳイメージセンサの１垂
直期間（Ｖレート）の出力タイミングを示すタイミング
チャート
【符号の説明】
１ 有効画素領域 ２ 第一垂直黒基準部 ３ 第二垂直黒基準部 ４ 第三垂直黒基準部 ５ａ・５ｂ 水平黒基準部 ６ 有効画素領域出力 ７ 第一垂直黒基準部出力 ８ 第二垂直黒基準部出力 ９ 第三垂直黒基準部出力 １０ 画素部 １１ 画素データ線 １２ リセット信号線 １３ 行選択信号線 １４ サンプリングパルス信号線 １５ クランプパルス信号線 １６ サンプルホールド部 １７ リセット前信号線 １８ リセット後信号線 １９ 差動部 ２０ ＣＭＯＳイメージセンサ ２１ 光電変換部 ２２ 撮像信号出力部 ２３ 画像信号生成部 ２４ 縦スジノイズ除去部 ２５ 信号処理部 ２６ Ａ／Ｄ変換部 ２７ 加算平均部 ２８ 基準出力記憶部 ２９ 差動器 ３０ 固体撮像装置 ３１ 光学系 ３２ 画像表示装置
フロントページの続き (72)発明者 田代 信一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小田 和夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 菊池 和彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C024 AA01 BA01 CA06 EA04 FA01 GA01 GA31 GA52 HA12 HA14 HA17 HA18 HA23 HA24 JA04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光を電気信号に変換して撮像信号を出力
    する撮像素子を備え、前記撮像信号から基準出力を差し
    引くことにより画像補正を行う固体撮像装置において、 前記撮像素子が、有効画素領域における垂直走査方向両
    端部の少なくとも一方に、遮光された垂直黒基準部を有
    すると共に、 前記垂直黒基準部における前記有効画素領域から所定の
    行数以上離れた領域を基準出力データ取得用領域とし、
    前記基準出力を求めるためのデータを垂直ブランキング
    期間内に前記基準出力データ取得用領域から取得する画
    像補正手段を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記所定の行数が５である請求項１に記
    載の固体撮像装置。
  3. 【請求項３】 前記基準出力データ取得用領域から、８
    行以上のデータを取得して加算平均をとることにより前
    記基準出力を求める演算手段を備えた請求項１に記載の
    固体撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記演算手段が、前記基準出力データ取
    得用領域から１６行以上のデータを取得して加算平均を
    とる請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記基準出力データ取得用領域の行数が
    ｍであり、前記基準出力データ取得用領域からｋ行のデ
    ータを取得して加算平均をとることにより前記基準出力
    を求める演算手段を備え、 【数１】ｋ＜ｍ が成り立つ請求項１に記載の固体撮像装置。
  6. 【請求項６】 ｎを自然数とし、前記基準出力データ取
    得用領域から２n行のデータを取得してディジタルデー
    タに変換して蓄積し、蓄積されたディジタルデータの加
    算平均をとることにより前記基準出力を求める演算手段
    を備えた請求項１に記載の固体撮像装置。
  7. 【請求項７】 前記撮像素子がＣＭＯＳイメージセンサ
    である請求項１ないし６のいずれか一項に記載の固体撮
    像装置。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか一項に記載
    の固体撮像装置と、前記固体撮像装置に光を導く光学系
    と、前記固体撮像装置から出力される画像信号を可視化
    する表示手段とを備えたカメラ。
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