JP2003259223A

JP2003259223A - 撮像システム

Info

Publication number: JP2003259223A
Application number: JP2002049847A
Authority: JP
Inventors: Masaru Fujimura; 大藤村; Toru Koizumi; 徹小泉; Takumi Hiyama; 拓己樋山; Fumihiro Inui; 文洋乾; Katsuto Sakurai; 克仁櫻井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像した画像の質を向上させる。【解決手段】各々が、光電変換素子と、前記光電変換
素子からの信号を出力する出力手段と、前記光電変換素
子からの信号を前記出力手段へ転送する転送手段とを有
する複数の画素を有し、前記複数の画素は、第１の領域
と第２の領域とに分けられている画素領域と、前記第１
の領域に含まれる画素からの信号に基づいて、前記第２
の領域に含まれる画素からの信号を補正する撮像信号処
理手段と、前記第１の領域に含まれる画素では、前記光
電変換素子からの信号を前記衆力手段へ転送することを
抑止し、前記出力手段から信号を読み出すように制御す
る読み出し手段と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像システムに関
し、特に、デジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカ
メラ、ファクシミリ等の撮像システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体撮像装置は、ＣＣＤ型、ＢＡ
ＳＩＳ、ＭＯＳ増幅型、等、種々の素子が開発されてい
る。なかでもＭＯＳ増幅型固体撮像素子は低消費電力で
あること、ＣＭＯＳ回路との集積化が容易である等の理
由から開発が盛んになってきている。

【０００３】図１１は、従来のＭＯＳ増幅型固体撮像装
置の回路図である。２次元配列されたフォトダイオード
Ｄ１１〜Ｄ４３の各々に、信号を増幅ＭＯＳトランジス
タへ転送するスイッチであるＭ１１１〜Ｍ１４３、増幅
ＭＯＳトランジスタのゲートをリセットするスイッチＭ
２１１〜Ｍ２４３、増幅ＭＯＳトランジスタであるＭ３
１１〜Ｍ３４３、各行の増幅ＭＯＳトランジスタを垂直
接続線と接続するための行選択スイッチＭ４１１〜Ｍ４
４３が接続されている。

【０００４】転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１のゲート
は、横方向に延長して配置される第１の行選択線（垂直
走査線）ＰＴＸ１〜３に接続され、リセットＭＯＳトラ
ンジスタＭ２１１のゲートは第２の行選択線（垂直走査
線）ＰＲＥＳ１〜３へ、行出力選択スイッチＭ４１１〜
Ｍ４４３ゲートは第３の行選択線（垂直走査線）ＰＳＥ
Ｌ１〜３に接続される。

【０００５】これらの垂直走査線は、垂直シフトレジス
タ２の出力に接続される。各画素の増幅ＭＯＳトランジ
スタの出力は列方向に共通となって垂直出力線Ｖ１〜Ｖ
４へ接続される。垂直出力線の先には１ライン分の信号
保持するラインメモリ３及び、ノイズ信号と光信号を減
算しノイズ成分を取り除くためのノイズ除去回路３が接
続されている。

【０００６】１ライン分の信号線は、水平のビット選択
スイッチＭ５１〜Ｍ５４を介して水平出力線４に接続さ
れている。水平選択スイッチＭ５１〜Ｍ５４のゲートは
水平シフトジスタ５の出力に接続されている。水平出力
線４は出力アンプ６を介して出力端子Ｈ１〜４へ接続さ
れている。

【０００７】図１１では、簡便のため画素を４×３画素
しか示していないが、一般には画素領域１は、６４０×
３２０や、それ以上の画素数を有し、その一部をＯＢ画
素領域７として、遮光して画素を設けてある。

【０００８】動作を簡単に説明する。複数行のうちの一
行が垂直シフトレジスタ２により選択される。フォトダ
イオードＤ１１〜Ｄ４１を有する行が選択されたとして
以下の説明をする。画素の増幅ＭＯＳトランジスタＭ３
１１〜Ｍ３４１のゲートは信号の転送に先立ちリセット
スイッチＭ２１１〜Ｍ２４１を介してリセットされてい
る。

【０００９】まずリセットスイッチＭ２１１〜Ｍ２４１
をＯＦＦにし増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３４
１のゲートをフローティングにする。このときの増幅Ｍ
ＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３４１の出力をノイズ信
号（ダーク信号）分として垂直出力線Ｖ１〜Ｖ４を介し
てラインメモリ３に読み込む。

【００１０】つぎに、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１
〜Ｍ１４１がＯＮし光量に比例して各フォトダイオード
Ｄ１１〜Ｄ４１に蓄積されていた電荷信号が増幅ＭＯＳ
トランジスタＭ３１１〜Ｍ３４１のゲートに転送され
る。このときの増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３
４１の出力は垂直出力線Ｖ１〜Ｖ４を介してラインメモ
リ３に光信号分として保持される。

【００１１】その後、一行分のノイズ信号と光信号はノ
イズ除去回路３において差分をとられ、光応答により変
化した信号成分のみが順次水平シフトレジスタ４からの
信号により選択され、水平出力線５、出力アンプ６を介
して出力端子ＯＵＴへ読み出される。

【００１２】従来の固体撮像装置では、回路が持つオフ
セットを除去するために通常、オプティカルブラック
（ＯＢ画素）と呼ばれる光学的に遮光された画素を設
け、この画素の出力レベルをクランプする。固体撮像装
置の回路が持つオフセットは固体差や温度ドリフト等の
環境による変化が発生するため、出力の直流成分が変化
することになる。

【００１３】このことは、固体撮像装置の出力信号を受
けるＡＤ変換機の入力レンジを圧迫する問題や、多チャ
ンネル出力の固体撮像装置おいては、チャンネル間での
オフセット差が固定ノイズとなり画質を劣化させる問題
を引き起こす。

【００１４】ＯＢ画素の出力には、光信号以外のオフセ
ット成分が出力されるため、このレベルを撮像前にクラ
ンプして一定のレベルに固定すれば、開口画素の出力に
おいては、ＤＣ成分が一定の電圧になり、光信号成分が
安定して得られることになる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術は
以下のような問題点がある。

【００１６】図１２は、従来の技術の問題点の説明図で
ある。図１２には、一行分の出力を示している。水平シ
フトレジスタの駆動により、一行中の各ビットの信号が
順次出力されている。

【００１７】ＯＢクランプを行う際に問題となるのは、
フォトダイオードの欠陥による異常出力ビットや、赤外
光の半導体底面反射による出力がＯＢ画素に発生した場
合に、誤ったレベルをクランプして開口画素における出
力オフセットレベルが本来のレベルからずれることであ
る。このような問題を生じさせないためには、上記の異
常出力が現れないＯＢ画素の出力が必要である。

【００１８】また、特開２００１−２４５２２１号公報
には、出力アンプのリセットレベルをクランプして、Ｏ
Ｂ画素の異常出力の影響を除く手段が記載されている
が、出力アンプのリセットレベルには回路のスイッチン
グにより発生するオフセットが反映されないため、リセ
ットレベルクランプでは、一部回路オフセットが残る。
したがって、出力アンプのリセットレベルではなく、暗
電流以外の回路オフセットを全て含む出力レベルが必要
になる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、各々が、光電変換素子と、前記光電変換
素子からの信号を出力する出力手段と、前記光電変換素
子からの信号を前記出力手段へ転送する転送手段とを有
する複数の画素を有し、前記複数の画素は、第１の領域
と第２の領域とに分けられている画素領域と、前記第１
の領域に含まれる画素からの信号に基づいて、前記第２
の領域に含まれる画素からの信号を補正する撮像信号処
理手段と、前記第１の領域に含まれる画素では、前記光
電変換素子からの信号を前記衆力手段へ転送することを
抑止し、前記出力手段から信号を読み出すように制御す
る読み出し手段とを有することを特徴とする。

【００２０】すなわち、本発明は、所定の光電変換素子
で変換された電気信号を転送しないようにして、欠陥に
よる異常出力も、遮光することが難しい赤外光の回り込
みによる出力も発生しないようにしている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。

【００２２】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１の固体撮像装置の模式的な平面図である。図２は、図
１の等価回路図である。図３は、図１に示す行Ａの駆動
パルスを示す図である。図４は、図１に示す行Ｂの駆動
パルスを示す図である。

【００２３】なお、図１に示す行Ａと行Ｂとの配列して
いる画素の構成は同一としている。

【００２４】図２に示すように、２次元配列された光電
変換素子であるフォトダイオードＤ１１〜Ｄ４３の各々
の信号を出力手段である増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１
１〜Ｍ３４３へ転送するスイッチであるＭ１１１〜Ｍ１
４３、増幅ＭＯＳトランジスタのゲートをリセットする
スイッチＭ２１１〜Ｍ２４３、行の選択を行うスイッチ
Ｍ４１１〜Ｍ４４３が接続されている。

【００２５】転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１のゲート
は、横方向に延長して配置される第１の行選択線（垂直
走査線）ＰＴＸ１〜３に接続され、リセットＭＯＳトラ
ンジスタＭ２１１のゲートは第２の行選択線（垂直走査
線）ＰＲＥＳ１〜３へ、行出力選択スイッチＭ４１１〜
Ｍ４４３ゲートは第３の行選択線（垂直走査線）ＰＳＥ
Ｌ１〜３に接続される。

【００２６】各画素の増幅ＭＯＳトランジスタの出力は
列方向に共通となって垂直出力線Ｖ１〜Ｖ４へ接続され
る。各垂直出力線には、増幅ＭＯＳトランジスタの負荷
ＭＯＳトランジスタＮ８２〜Ｎ８５、容量Ｃ０１〜Ｃ０
４が接続され、容量Ｃ０１〜Ｃ０４と転送スイッチＮ１
０５〜Ｎ１０８の接続点はスイッチＮ１０１〜Ｎ１０４
を介して電源ＶＣ０Ｒに接続される。

【００２７】水平転送スイッチＮ１０９〜Ｎ１１２のゲ
ートは列選択線Ｈ１〜Ｈ４に接続され、水平走査回路ブ
ロック４に接続される。また、各列に接続されたスイッ
チＮ１０１〜Ｎ１０４のゲート及び転送スイッチＭ１０
５〜Ｍ１０８のゲートは、信号入力端子ＰＣ０Ｒ及び転
送信号入力端子ＰＴにそれぞれ共通に接続され、後述す
る動作タイミングに基づいてそれぞれ信号電圧が供給さ
れる。

【００２８】以下、図２のＭＯＳトランジスタはＮＭＯ
Ｓトランジスタとして説明する。フォトダイオードＤ１
１〜Ｄ４１からの光信号電荷の読み出しに先立って、リ
セットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ２４１のゲート
ＰＲＥＳ１がハイレベルとなる。これによって、増幅Ｍ
ＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ３４１のゲートがリセッ
ト電源にリセットされる。

【００２９】リセットＭＯＳトランジスタＭ２１１〜Ｍ
２４１のゲートＰＲＥＳ１がローレベルに復帰すると同
時にスイッチＮ１０１〜Ｎ１０４のゲートＰＣ０Ｒがハ
イレベルになった後に、選択ＭＯＳトランジスタＭ４１
１〜Ｍ４４１のゲートＰＳＥＬ１がハイレベルとなる。

【００３０】これによって、リセットノイズが重畳され
たリセット信号（ノイズ信号）が垂直信号線Ｖ１〜Ｖ４
に読み出され容量Ｃ０１〜Ｃ０４にクランプされる。同
時に転送スイッチＮ１０５〜Ｎ１０８のゲートＰＴがハ
イレベルとなり、信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ４が電圧Ｖ
Ｃ０Ｒにリセットされる。

【００３１】つぎに、スイッチＮ１０１〜Ｎ１０４のゲ
ートＰＣ０Ｒがローレベルに復帰する。つぎに、転送Ｍ
ＯＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１４１のゲートＰＴＸ１
がハイレベルとなり、フォトダイオードＤ１１〜Ｄ４１
の光信号電荷が、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３１１〜Ｍ
３４１のゲートに転送されると同時に光信号が垂直信号
線Ｖ１〜Ｖ４に読み出される。

【００３２】つぎに、転送ＭＯＳトランジスタＮ１１１
〜Ｎ１４１のゲートＰＴＸ１がローレベルに復帰した
後、転送スイッチＮ１０５〜Ｎ１０８のゲートＰＴがロ
ーレベルとなる。これによって、リセット信号からの変
化分（光信号）が信号保持容量ＣＴ１〜ＣＴ４に読み出
される。

【００３３】ここまでの動作で、第１行目に接続された
画素セルの光信号が、それぞれの列に接続された信号保
持容量ＣＴ１〜ＣＴ４に保持される。

【００３４】つぎに、リセットＭＯＳトランジスタＭ２
１１〜Ｍ２４１のゲートＰＲＥＳ１及び転送ＭＯＳトラ
ンジスタＭ１１１〜Ｍ１４１のゲートＰＴＸ１がハイレ
ベル、となり、フォトダイオードＤ１１〜Ｄ４１の光信
号電荷がリセットされる。

【００３５】この後、水平走査回路ブロック４からの信
号Ｈ１〜Ｈ４によって、各列の水平転送スイッチＮ１０
９〜Ｎ１１２のゲートが順次ハイレベルとなり、信号保
持容量ＣＴ１〜ＣＴ４に保持されていた電圧が、順次増
幅回路６の反転入力端子に読み出され、信号保持容量Ｃ
Ｔ１〜ＣＴ４と増幅回路のフィードバック容量Ｃｆとで
決まるゲインがかかり出力端子ＯＵＴに順次出力され
る。

【００３６】各列の信号読み出しの合間でリセットスイ
ッチＮ１１３によって増幅回路のフィードバック容量Ｃ
ｆ及び反転入力端子が水平出力線５のリセット電圧Ｖｒ
ｅｓにリセットされる。

【００３７】以下同様に、垂直走査回路ブロック２から
の信号によって第２行目以降に接続された画素セルの信
号が順次読み出され、全画素セルの読み出しが完了す
る。

【００３８】行Ｂの行Ａとの相違点は、画素信号を転送
させるタイミングにおいてＰＴＸのパルスがローレベル
であり、フォトダイオード信号の転送が行わないことを
示している。

【００３９】したがって、行Ｂにおける出力には、回路
のオフセットのみが出力され、フォトダイオードの欠陥
による異常出力や赤外光の回り込みによる出力は現れな
い。ＯＢクランプを行う際には、Ｂ行の出力を従来での
ＯＢ画素と同様にクランプを行えばよい。

【００４０】なお、本実施形態においては、出力回路は
１つであるが、画素領域を任意に分割し、多チャンネル
出力とした固体撮像装置にも適用が可能である。多チャ
ンネル出力の場合、チャンネルごとのオフセットのばら
つきが画像データにおいて固定パターンのノイズとなる
ため、特に画質劣化が著しいのに対して、多チャンネル
出力の固体撮像装置に本実施形態と同様の手段を適用す
れば、特に大きな画質の改善効果が得ることができる。

【００４１】また、図４のＰＴＸのパルスをローレベル
にするのに代えて、ＰＳＥＬ１〜ＰＳＥＬ３をローレベ
ルすることで、光電変換素子で変換された電気信号を読
み出さないようにしてもよい。

【００４２】（実施形態２）図５は、本発明の実施形態
２の固体画像装置の模式的な平面図である。図６は、図
５の等価回路図である。図６の画素領域８は、フォトダ
イオードＤ１１〜Ｄ１３に対して、接続される転送ＭＯ
ＳトランジスタＭ１１１〜Ｍ１１３のゲートレベルが、
ＧＮＤレベル、すなわちローレベルに固定されている。
その他の構成、駆動は第１実施形態と同様である。

【００４３】画素領域Ｄの画素Ｄ１１〜Ｄ１３は、フォ
トダイオード信号の転送が行われないため、この画素を
ＯＢ画素としてクランプ動作を行えば、フォトダイオー
ド欠陥による異常出力の影響を受けずに正確なクランプ
が行われる。また、ＯＢ画素に用いるための遮光層は、
これを形成する必要がなくなる。

【００４４】図７は、クランプ手段の回路図である。図
８は、図７のクランプ手段の駆動タイミングを示す図で
ある。図７において、２１は出力アンプであり、この出
力とリファレンス電圧２７とを比較し、出力アンプの非
反転端子へフィードバックをかけられるようにしてい
る。

【００４５】コンパレータの反転入力端子には、スイッ
チ２２とホールド容量２５で構成されるサンプルアンド
ホールド回路が接続されており、φＣＬで決まるタイミ
ングで出力アンプの出力を取り込む。

【００４６】コンパレータの非反転入力端子には、クラ
ンプレベルとなるリファレンス電圧が接続されている。
コンパレータの出力は、アンプ出力とリファレンス電圧
との比較の結果、アンプ出力の方が大きければ、電圧が
下がり、また、アンプ出力の方が小さければ電圧はあが
る。

【００４７】コンパレータの出力は、出力アンプの非反
転端子に接続されており、コンパレータの出力と同じ極
性で、アンプ出力が変動するためループ全体としては、
負のフィードバックがかかり、アンプ出力がリファレン
ス電圧と等しくなるように機能する。

【００４８】また、出力アンプの非反転端子には、クラ
ンプ容量２６が接続されており、ＯＢ画素でのクランプ
終了後、開口画素の出力時には、スイッチ２３さえオフ
されていれば、クランプされた電圧を保持できる。

【００４９】また、クランプ容量２３とコンパレータ出
力の最大出力電流とφＣＬによるスイッチ２２のオン期
間とを調整することにより、複数ビット出力のおよそ平
均値をクランプレベルとすることも可能である。

【００５０】つまり、クランプ容量をＣｃｌｍｐ、コン
パレータの最大出力電流をＩｍａｘ、スイッチ２２のオ
ン期間をＴｓｈとすれば、１ビットのクランプによりフ
ィードバックされる電圧の最大値δＶｍａｘは、 δＶｍａｘ＝Ｉｍａｘ×Ｔｓｈ／Ｃｃｌｍｐであるので、Ｉｍａｘ、Ｔｓｈ、Ｃｃｌｍｐの値を調整
し、δＶｍａｘを十分小さな値にしておけば、フィード
バックの収束は遅くなり、前ビットまでの複数ビットの
クランプに対して、１ビットの重みが小さくなる。つま
り平均化の効果が期待できる。

【００５１】反面、収束が遅いために一度出力の大きい
異常画素出力をクランプしてしまうと、本来のクランプ
レベルに収束するまでに要するビット数が多く、クラン
プ期間終了後に影響の残る度合いが大きくなる。したが
って、本実施形態のクランプ手段を用いると、上記平均
化効果も向上する。

【００５２】なお、転送ＭＯＳトランジスタＭ１１１〜
Ｍ１１３のゲートレベルをＧＮＤレベルにするのに代え
て、選択ＭＯＳトランジスタＭ４１１〜Ｍ４１３をゲー
トレベルをＧＮＤレベルにすることで、光電変換素子で
変換された電気信号を読み出さないようにしてもよい。

【００５３】（実施形態３）図９は、本発明の実施形態
３の固体撮像システムの模式的な平面図である。本実施
形態の固体撮像装置は、ＯＢクランプを行う際に光電変
換素子の信号転送を行う場合と、行わない場合とを切り
替えて使用するものである。

【００５４】光電変換素子の信号転送を行わない場合、
暗電流成分によるオフセット分は出力されない。したが
って、暗電流のないＯＢレベルがクランプされた場合、
非ＯＢ画素において、暗電流分のオフセットが発生する
ことになる。

【００５５】固体撮像装置の使用条件や環境条件によっ
ては、暗電流成分によるオフセットが大きいために、後
段の画像処理システムのＡＤ変換画像処理回路１４の入
力レンジを圧迫する場合も考えられる。

【００５６】例としては、露光時間が長い、ＩＳＯ感度
が高い（つまりゲインが高い）、高温である等の場合で
ある。このような条件下では、フォトダイオードの異常
出力や、赤外光の回り込み以上に暗電流成分のオフセッ
トの方がより問題になる。

【００５７】本実施形態の固体撮像装置では、露光条件
の選択手段１１からの信号と、温度検知手段１２からの
信号によって、ＯＢクランプ時の光電変換素子信号の転
送の有無を選択する手段１３を備えており、使用条件に
応じてＯＢクランプの方式を、光電変換素子の信号転送
を行う場合と行わない場合との最適な方式を選択するこ
とによって、より多様な使用条件下で画質の向上効果を
得ることが可能になる。

【００５８】（実施形態４）図１０は、本発明の実施形
態４の固体撮像装置の模式的な平面図である。本実施形
態の固体撮像装置は、フォトダイオードからの信号を転
送しないＯＢ画素領域Ｄと、通常の遮光によるＯＢ画素
領域Ｅ及びＦの両方を備えている。

【００５９】本実施形態の固体撮像装置は、暗電流成分
が２次元に配列されたフォトダイオードすべてで均一で
はない場合、つまり暗電流成分によりシェーディング出
力が発生している場合に用いると有効である。

【００６０】図１０では水平方向の暗電流成分のシェー
ディングを補正した場合の説明する。まず、前述の実施
形態での説明と同様に、フォトダイオードからの信号を
転送しないＯＢ画素領域Ｄをクランプすることによって
回路が発生するオフセット成分は除去され、ＯＢ画素領
域Ｅ、Ｆ及び開口画素領域Ａの出力を、ＡＤ変換機のダ
イナミックレンジを圧迫することなく画像処理回路に読
み込むことが可能になる。

【００６１】つぎに画像処理回路において、通常の遮光
によるＯＢ画素領域Ｅから暗電流の水平方向シェーディ
ングの情報を得て、開口画素領域でのシェーディング補
正を行う。

【００６２】具体的には、各列でＯＢ画素領域Ｅの平均
値を計算し、この平均値を画素領域Ａの出力から減算す
る。この際、ＯＢ画素Ｅに異常出力画素があれば平均処
理から除外すればよい。

【００６３】また、垂直方向のシェーディングを補正す
るには、ＯＢ画素領域Ｆを用いて各行の暗電流成分を得
て同様に補正すればよい。

【００６４】以上のように本実施形態の固体撮像装置を
用いることにより、回路オフセットによって画像処理シ
ステムのＡＤ変換機の入力レンジを圧迫することなく、
画像処理システムにおいて暗電流シェーディングの補正
するための情報を得ることが可能になった。

【００６５】（実施形態５）図１３は、本発明の実施形
態５の固体撮像システムの構成的な構成を示すブロック
図である。図１３において、５１はレンズのプロテクト
とメインスイッチを兼ねるバリア、５２は被写体の光学
像を固体撮像装置５４に結像させるレンズ、５３はレン
ズ５２を通った光量を可変するための絞り、５４はレン
ズ５２で結像された被写体を画像信号として取り込むた
めの固体撮像素子、５５は固体撮像装置５４の画素領域
Ａから出力される画像信号のＤＣレベルを調整するため
に、画素領域Ｂ〜Ｄから出力される信号を所定のレベル
にクランプするクランプ回路を含む撮像信号処理回路、
５６は固体撮像装置５４より出力される画像信号のアナ
ログ−ディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器、５７はＡ／
Ｄ変換器５６より出力された画像データに各種の補正を
行ったりデータを圧縮する信号処理部、５８は固体撮像
装置５４，撮像信号処理回路５５，Ａ／Ｄ変換器５６，
信号処理部５７に各種タイミング信号を出力するタイミ
ング発生部、５９は各種演算とスチルビデオカメラ全体
を制御する全体制御・演算部、６０は画像データを一時
的に記憶するためのメモリ部、６１は記録媒体に記録又
は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース
部、６２は画像データの記録又は読み出しを行うための
半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、６３は外部コン
ピュータ等と通信するための外部インターフェース（Ｉ
／Ｆ）部である。

【００６６】つぎに、前述の構成における撮影時のスチ
ルビデオカメラの動作について、説明する。バリア５１
がオープンされるとメイン電源がオンされ、つぎにコン
トロール系の電源がオンし、さらに、Ａ／Ｄ変換器５６
などの撮像系回路の電源がオンされる。

【００６７】それから、露光量を制御するために、全体
制御・演算部５９は絞り５３を開放にし、固体撮像装置
５４から出力された信号は、撮像信号処理回路５５をス
ルーしてＡ／Ｄ変換器５６へ出力される。Ａ／Ｄ変換器
５６は、その信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部５７に
出力する。信号処理部５７は、そのデータを基に露出の
演算を全体制御・演算部５９で行う。

【００６８】この測光を行った結果により明るさを判断
し、その結果に応じて全体制御・演算部５９は絞りを制
御する。

【００６９】つぎに、固体撮像装置５４から出力された
信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離
の演算を全体制御・演算部５９で行う。その後、レンズ
５２を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと
判断したときは、再びレンズ５２を駆動し測距を行う。

【００７０】そして、合焦が確認された後に本露光が始
まる。露光が終了すると、固体撮像装置５４から出力さ
れた画像信号は、撮像信号処理回路５５において補正等
がされ、さらにＡ／Ｄ変換器５６でＡ／Ｄ変換され、信
号処理部５７を通り全体制御・演算５９によりメモリ部
６０に蓄積される。その後、メモリ部６０に蓄積された
データは、全体制御・演算部５９の制御により記録媒体
制御Ｉ／Ｆ部を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒
体６２に記録される。また外部Ｉ／Ｆ部６３を通り直接
コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光電変換素子のいくつかで変換された電気信号を転送し
ないようにしているので、回路のオフセットばらつきを
補正することや、固体撮像装置の使用条件ごとに最適な
駆動方法を選択することが可能になり、画質を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の固体撮像装置の模式的な
平面図である。

【図２】図１の等価回路図である。

【図３】図１に示す行Ａの駆動パルスを示す図である。

【図４】図１に示す行Ｂの駆動パルスを示す図である。

【図５】本発明の実施形態２の固体画像装置の模式的な
平面図である。

【図６】図５の等価回路図である。

【図７】クランプ手段の回路図である。

【図８】図７のクランプ手段の駆動タイミングを示す図
である。

【図９】本発明の実施形態３の固体撮像装置の模式的な
平面図である。

【図１０】本発明の実施形態４の固体撮像装置の模式的
な平面図である。

【図１１】従来のＭＯＳ増幅型固体撮像装置の回路図で
ある。

【図１２】従来の技術の問題点の説明図である。

【図１３】本発明の実施形態５の撮像システムの構成的
な構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１画素領域２垂直シフトレジスタ３ラインメモリ＆ノイズ除去回路４水平シフトレジスタ５水平出力線６出力アンプ７ＯＢ画素領域（遮光）８ＯＢ画素領域（転送が行われない画素構成）１１露光条件決定手段１２温度件検知手段１３画素転送有無選択手段１４ＡＤ変換画像処理回路２１出力アンプ２２サンプルホールドスイッチ２３クランプスイッチ２４コンパレータ２５サンプルホールド容量２６クランプ容量Ａ画素領域（画素転送を行う領域）Ｂ画素領域（画素転送を行わない領域）Ｃ画素領域（画素転送が行われない領域）Ｄ画素領域（画素転送の有無を切り替えられる画素領
域）Ｅ画素領域（遮光画素、水平シェーディング補正用）Ｆ画素領域（遮光画素、垂直シェーディング補正用）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋山拓己東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者乾文洋東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者櫻井克仁東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5C024 CX08 CX31 CX35 GY31 GZ39 GZ40 HX09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々が、光電変換素子と、前記光電変換
素子からの信号を出力する出力手段と、前記光電変換素
子からの信号を前記出力手段へ転送する転送手段とを有
する複数の画素を有し、前記複数の画素は、第１の領域
と第２の領域とに分けられている画素領域と、前記第１の領域に含まれる画素からの信号に基づいて、
前記第２の領域に含まれる画素からの信号を補正する撮
像信号処理手段と、前記第１の領域に含まれる画素では、前記光電変換素子
からの信号を前記衆力手段へ転送することを抑止し、前
記出力手段から信号を読み出すように制御する読み出し
手段と、を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項２】前記読み出し手段は、前記光電変換素子
からの信号を前記読み出し手段へ転送することを抑止し
た状態で、前記読み出し手段の入力部をリセットするこ
とにより、信号を前記出力手段より読み出すことを特徴
とする請求項１記載の撮像システム。
【請求項３】前記読み出し手段は前記複数の光電変換
素子の周辺に設けている走査回路を含み、前記走査回路から前記第１の領域に含まれる画素の前記
転送手段をオフする制御信号を出力することを特徴とす
る請求項１又は２記載の撮像システム。
【請求項４】前記撮像信号処理手段は、前記第１の領
域に含まれる画素からの信号をクランプするクランプ回
路を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１項記載の撮像システム。
【請求項５】前記読み出し手段は、撮像時の露光条件
又は温度条件に応じて、前記第１の画素において、前記
光電変換素子からの信号を前記出力手段へ転送すること
を抑止し、前記出力手段から信号を読み出す場合と、前
記光電変換素子からの信号を前記出力手段から読み出し
場合とを制御することを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１項記載の撮像システム。
【請求項６】さらに、前記第１の領域に含まれる複数
の画素を光学的に遮光していることを特徴とする請求項
１乃至５のいずれか１項記載の撮像システム。
【請求項７】前記撮像信号処理手段からの信号を処理
する信号処理手段と、前記画素領域に光を結像するレン
ズとを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１項記載の撮像システム。