JP2003333605A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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Publication number
JP2003333605A
JP2003333605A JP2003122831A JP2003122831A JP2003333605A JP 2003333605 A JP2003333605 A JP 2003333605A JP 2003122831 A JP2003122831 A JP 2003122831A JP 2003122831 A JP2003122831 A JP 2003122831A JP 2003333605 A JP2003333605 A JP 2003333605A
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JP
Japan
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bias voltage
image pickup
substrate bias
solid
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003122831A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Mori
圭一 森
Hideaki Yoshida
英明 吉田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device which realizes pixel addition driving which doesn't change color reproduction of a color balance or the like and, especially, is free from degradation in image quality even in the case that a substrate bias voltage is varied. <P>SOLUTION: The image pickup device is provided with a substrate bias voltage VSUB setting part 202 for variably setting a value of the substrate bias voltage of a CCD imaging device 5 and a white balance setting and color correction part 203 for performing color correction of an image pickup signal outputted from the CCD imaging device 5 in accordance with the value of the substrate bias voltage set by the substrate bias voltage VSUB setting part 202. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はCCD等の固体撮像
素子を用いた撮像装置に関し、特に撮像素子の基板電圧
を可変する撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus using a solid-state image pickup element such as a CCD, and more particularly to an image pickup apparatus which varies a substrate voltage of the image pickup element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、CCD等の固体撮像素子を用いた
電子カメラが種々開発されている。この種の電子カメラ
においては、CCD撮像素子によって被写体像を光電変
換することにより撮像画像信号を得る。また、CCD撮
像素子からの画素電荷の読み出しには、通常、各画素電
荷をライン毎に個別に読み出す駆動方式が用いられる
が、これ以外にも種々の特殊駆動方式が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, various electronic cameras using solid-state image pickup devices such as CCD have been developed. In this type of electronic camera, a captured image signal is obtained by photoelectrically converting a subject image with a CCD image sensor. Further, in order to read out pixel charges from the CCD image pickup device, a drive system for reading out each pixel charge individually for each line is usually used, but various special drive systems are known in addition to this.

【0003】代表的な特殊駆動方式の一例として、高速
・高感度読み出しのための駆動方式である、いわゆる
「n倍速垂直加算駆動(n加算駆動)方式」が知られて
いる。このn加算駆動方式は毎回の水平(H)ブランキ
ング期間毎に垂直(V)転送路から水平転送路に転送す
る画素数(転送クロック数)を通常の“1”ではなく
“2”以上の整数値nとすることで、n画素分(nライ
ン分)の電荷を水平転送路に順次転送し、そして水平転
送路で加算されたn画素分(nライン分)の電荷を1画
素(1ライン)として読み出すものである。
As an example of a typical special drive system, a so-called "n-fold speed vertical addition drive (n addition drive) system", which is a drive system for high-speed and high-sensitivity reading, is known. In this n-addition driving method, the number of pixels (the number of transfer clocks) transferred from the vertical (V) transfer path to the horizontal transfer path in each horizontal (H) blanking period is set to "2" or more instead of the normal "1". By setting the integer value n, the charges of n pixels (n lines) are sequentially transferred to the horizontal transfer path, and the charges of n pixels (n lines) added in the horizontal transfer path are changed to 1 pixel (1 Line).

【0004】これにより、1画面に対応する垂直ライン
数は1/nとなるので、結果的に1画面の読み出し時間
が1/nとなり、高速読み出しが可能となる。また転送
時の電荷加算によって電荷量がn倍に増大するので、そ
れに対応した感度増大効果が得られるという特徴を持
つ。
As a result, the number of vertical lines corresponding to one screen becomes 1 / n, and as a result, the read time for one screen becomes 1 / n, and high-speed reading is possible. Further, since the charge amount is increased n times by the charge addition at the time of transfer, there is a feature that a sensitivity increasing effect corresponding thereto can be obtained.

【0005】しかし、上述のような「n加算駆動」を行
った場合には、感度増大効果は得られるが、高輝度被写
体を撮像した場合にはこれに際して水平方向に白筋状の
擬似信号(ブルーミングやスミアのようなカブリノイ
ズ)を生ずるという新たな画質劣化を伴う場合がある。
この現象について以下に説明する。
However, when the "n addition drive" as described above is performed, the sensitivity increasing effect can be obtained, but when a high-luminance subject is imaged, a white streak-like pseudo signal ( Fog noise such as blooming and smear) may occur, which may be accompanied by new image quality deterioration.
This phenomenon will be described below.

【0006】電荷が加算される水平転送路の飽和レベル
(転送可能な最大電荷量)が無限にあれば問題は無い
が、実際にはこの飽和レベルは有限である。したがっ
て、この飽和レベルSatHは、通常の場合、非n加算
駆動である通常駆動の状態における光電変換部の飽和レ
ベルに対応できるように設計されている。光電変換部の
飽和レベルとは、換言すれば、その電荷蓄積部のオーバ
ーフローレベルであって、これを超える光電荷が発生し
てもオーバーフロードレインに排出されてしまい蓄積さ
れない。このオーバーフローレベルOFLは後述する基
板バイアス電圧VSUBの設定値によって可変できる
が、このオーバーフローレベルOFLを高くしすぎると
ブルーミングが発生し易くなるため、通常はブルーミン
グ特性上の許容限界の範囲でなるべく高くなるように設
定されている。
There is no problem if the saturation level (maximum amount of charge that can be transferred) of the horizontal transfer path to which the charges are added is infinite, but this saturation level is actually finite. Therefore, the saturation level SatH is designed so as to correspond to the saturation level of the photoelectric conversion unit in the normal driving state which is the non-n-addition driving in the normal case. In other words, the saturation level of the photoelectric conversion unit is the overflow level of the charge storage unit, and even if photocharges exceeding this level are generated, they are discharged to the overflow drain and are not stored. The overflow level OFL can be varied by the set value of the substrate bias voltage VSUB described later. However, if the overflow level OFL is set too high, blooming easily occurs. Therefore, the overflow level OFL usually becomes as high as possible within the allowable limit of blooming characteristics. Is set.

【0007】すなわち、上記水平転送路の飽和レベルS
atHは電荷蓄積部のオーバーフローレベルOFLの標
準的設定に対して若干の設計余裕あるいは調整余裕を見
込んだ程度の値となっているのが一般的であり、それ以
上の値に設定されることはまれである。これを記号的に
記すと、 SatH=k×OFL(k=1.1−1.5程度、但し
理論的な下限値は1) となる。
That is, the saturation level S of the horizontal transfer path
AtH is generally a value that allows for some design margin or adjustment margin with respect to the standard setting of the overflow level OFL of the charge storage portion, and a value higher than that is not set. It is rare. If this is written symbolically, SatH = k × OFL (k = 1.1-1.5 or so, but the theoretical lower limit is 1).

【0008】したがって「n加算駆動」を行なったとす
れば、画素信号は加算によってn倍になり飽和レベルS
atHを超える電荷が水平転送路に入力されてしまう。
具体的には1画素当たりの加算前の電荷量が SatH/n(<OFL) を超える場合に関して生じる。
Therefore, if "n addition drive" is performed, the pixel signal is multiplied by n by addition and the saturation level S is reached.
The charges exceeding atH are input to the horizontal transfer path.
Specifically, this occurs in the case where the charge amount before addition per pixel exceeds SatH / n (<OFL).

【0009】このような過剰電荷の入力があったとして
も、水平転送路に充分な過剰電荷対策、例えばオーバー
フロードレインの設定等、が施されていれば単に飽和レ
ベルSatHでクリップされるだけで問題とはならない
が、現実のCCD撮像素子においてはこの水平転送路の
過剰電荷対策が不充分なものが存在しており、この種の
CCD撮像素子を用いた場合、過剰電荷は水平転送路の
隣接した領域に溢れ出てしまうため水平ラインに沿って
ブルーミングと同様のカブリ現象を生じてしまう虞があ
った。
Even if such an excessive charge is input, if the horizontal transfer path is provided with a sufficient countermeasure against the excessive charge, for example, by setting an overflow drain, it is simply clipped at the saturation level SatH. However, in the actual CCD image pickup device, there are some measures against excess charges in the horizontal transfer path which are insufficient. When this type of CCD image pickup device is used, the excess charges are adjacent to the horizontal transfer path. There is a risk that the same fog phenomenon as that of blooming may occur along the horizontal line because it overflows into the area.

【0010】この問題に対し、本出願人はn加算モード
を使用する場合には固体撮像素子の基板バイアス電圧V
SUBの設定値を可変制御することにより、対応する電
荷蓄積部のオーバーフローレベルを下げて水平転送路に
過剰電荷を入力しないようにしてこのカブリ現象を生じ
ないようにする技術を先に提案している。(特願200
0−069154)
To solve this problem, the applicant of the present invention uses the substrate bias voltage V of the solid-state image pickup device when the n addition mode is used.
By previously controlling the set value of the SUB, the overflow level of the corresponding charge accumulating section is lowered to prevent excessive charges from being input to the horizontal transfer path and prevent the fog phenomenon from occurring. There is. (Patent application 200
0-069154)

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した本
出願人による特願2000−069154に係る発明
は、上述したように水平転送路に過剰電荷を入力しない
ようにしてカブリ現象の発生を防止するという、非常に
有用な発明であるが、n加算モードにおいては非加算モ
ードに対して色バランスが変化してしまうという不具合
を生じる。これは基板バイアス電圧VSUBの設定を大
幅に変化させることに起因する。すなわち、光電変換蓄
積部の感度特性は基板バイアス電圧VSUBに対する依
存性を持っており、しかもその依存性が長波長側でより
大きいことから、分光特性もVSUB依存性を持つこと
になる。これは撮像素子のRGBの相対感度が変化する
ことを意味する。
In the invention of Japanese Patent Application No. 2000-069154 filed by the present applicant, as described above, the fog phenomenon is prevented by preventing excessive charges from being input to the horizontal transfer path. That is, this is a very useful invention, but in the n-addition mode, the color balance changes as compared with the non-addition mode. This is because the setting of the substrate bias voltage VSUB is changed significantly. That is, since the sensitivity characteristic of the photoelectric conversion storage unit has a dependency on the substrate bias voltage VSUB, and the dependency is larger on the long wavelength side, the spectral characteristic also has a VSUB dependency. This means that the RGB relative sensitivities of the image sensor change.

【0012】図6(横軸の数値は波長:単位nm)に示
すように、通常状態のカメラの分光特性を実線とすれば
相対分光特性は画素加算時(基板バイアス電圧VSUB
を上げた時)にはGを基準にしてBは増加、Rは減少す
る。
As shown in FIG. 6 (numerical value on the horizontal axis is wavelength: unit nm), if the spectral characteristic of the camera in the normal state is represented by a solid line, the relative spectral characteristic will be obtained when pixels are added (the substrate bias voltage VSUB).
B is increased and R is decreased with G as a reference.

【0013】従来、基板バイアス電圧VSUBはカメラ
製造工程の調整の際に微調整することはあっても、これ
以降はほぼ固定的に使用しているケースが多く、この場
合上述の如き分光特性の変化は無視できるか、または基
礎的な調整時に吸収可能であった。ところが本出願人に
よる上記先願技術のように大幅な基板バイアス電圧VS
UBの設定変更をカメラの使用時に行なう際にはこれが
問題となる。
Conventionally, although the substrate bias voltage VSUB is finely adjusted during the adjustment of the camera manufacturing process, it is often used almost fixedly thereafter. In this case, the above-mentioned spectral characteristic Changes could be neglected or absorbed during basic adjustment. However, as in the above-mentioned prior application by the applicant, a large substrate bias voltage VS
This is a problem when changing the UB settings when using the camera.

【0014】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、基板バイアス電圧を可変する場合においても
色バランス等の色再現が変化せず、特に画質劣化の無い
画素加算駆動を実現する撮像装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and even when the substrate bias voltage is changed, color reproduction such as color balance does not change, and image pickup for realizing pixel addition drive without deterioration of image quality is achieved. The purpose is to provide a device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の撮像装置
は、固体撮像素子と、この固体撮像素子を駆動する駆動
手段と、上記固体撮像素子の基板バイアス電圧の値を可
変設定する基板バイアス電圧設定手段と、上記固体撮像
素子の出力した撮像信号の各色成分に対して、各色成分
毎に独立のゲイン値を設定するゲイン設定手段を備えた
ことによって光源種類に対する色補正を行なうホワイト
バランス調整手段と、を具備し、上記ホワイトバランス
調整手段は、上記各独立ゲイン値に対して、上記基板バ
イアス電圧設定手段が設定した基板バイアス電圧の値に
応じて変化する各色成分出力の相対強度の逆比として予
め設定された数値である色補正量を乗じるデータ補正手
段をさらに有したものであることを特徴とする。
A first image pickup device of the present invention is a solid-state image pickup device, driving means for driving the solid-state image pickup device, and a substrate for variably setting a value of a substrate bias voltage of the solid-state image pickup device. A white balance for performing color correction for a light source type by providing a bias voltage setting means and a gain setting means for setting an independent gain value for each color component of the image pickup signal output from the solid-state image pickup device. And a white balance adjusting means for adjusting the relative intensity of each color component output that changes according to the value of the substrate bias voltage set by the substrate bias voltage setting means, with respect to each of the independent gain values. It is characterized by further comprising data correction means for multiplying a color correction amount which is a preset numerical value as an inverse ratio.

【0016】本発明の第2の撮像装置は、上記第1の撮
像装置において、上記撮像信号の各色成分は、加法混色
の3原色RGBであることを特徴とする。
A second image pickup apparatus of the present invention is characterized in that, in the first image pickup apparatus, each color component of the image pickup signal is three primary colors RGB of additive color mixture.

【0017】本発明の第3の撮像装置は、上記第1また
は第2の撮像装置において、上記駆動手段により固体撮
像素子を駆動して画素電荷を出力信号として読み出す際
に該固体撮像素子の各画素電荷を個別に読み出す通常駆
動モード、および、同固体撮像素子の各画素電荷を垂直
方向に所定数nだけ加算して読み出すn加算駆動モード
での読み出しを可能とする画素電荷読み出し制御手段を
有し、上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷
読み出し制御手段による読み出しが上記通常駆動モード
である場合と上記n加算駆動モードである場合とで上記
基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特徴
とする。
According to a third image pickup device of the present invention, in the first or second image pickup device, each of the solid-state image pickup devices is read when the solid-state image pickup device is driven by the driving means to read out pixel charge as an output signal. There is a pixel charge read control unit capable of reading in a normal drive mode for individually reading out pixel charges and an n addition drive mode for reading out by adding a predetermined number n of pixel charges in the solid-state imaging device in the vertical direction. However, the substrate bias voltage setting means controls the substrate bias voltage to different set values depending on whether the reading by the pixel charge reading control means is the normal drive mode or the n-addition drive mode. Characterize.

【0018】本発明の第4の撮像装置は、上記第1また
は第2の撮像装置において、上記駆動手段により固体撮
像素子を駆動して画素電荷を出力信号として読み出す際
に該固体撮像素子の各画素電荷を垂直方向に所定数nだ
け加算して読み出すn加算駆動モードでの読み出しを可
能とする画素電荷読み出し制御手段を有し、上記基板バ
イアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出し制御手段
による読み出しにおけるnの値に応じて、上記基板バイ
アス電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする。
According to a fourth image pickup device of the present invention, in the first or second image pickup device, each of the solid-state image pickup devices when the solid-state image pickup device is driven by the driving means to read pixel charge as an output signal. There is a pixel charge read control means capable of reading in an n addition drive mode in which a predetermined number n of pixel charges are added in the vertical direction and read, and the substrate bias voltage setting means reads by the pixel charge read control means. It is characterized in that the substrate bias voltage is controlled to different set values according to the value of n in.

【0019】本発明の第5の撮像装置は、固体撮像素子
と、この固体撮像素子を駆動する駆動手段と、上記固体
撮像素子の基板バイアス電圧の値を可変設定する基板バ
イアス電圧設定手段と、上記基板バイアス電圧設定手段
が設定した基板バイアス電圧の値に応じて上記固体撮像
素子の出力した撮像信号に対する色補正を行なう色補正
手段と、上記駆動手段により固体撮像素子を駆動して画
素電荷を出力信号として読み出す際に該固体撮像素子の
各画素電荷を垂直方向に所定数n(n≧2)だけ加算し
て読み出すn加算駆動モードでの読み出しを可能とする
画素電荷読み出し制御手段と、を有し、上記基板バイア
ス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出し制御手段によ
る読み出しにおけるnの値に応じて、上記基板バイアス
電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする。
A fifth image pickup device of the present invention comprises a solid-state image pickup element, a driving means for driving the solid-state image pickup element, and a substrate bias voltage setting means for variably setting the value of the substrate bias voltage of the solid-state image pickup element. Color correction means for performing color correction on the image pickup signal output from the solid-state image pickup element according to the value of the substrate bias voltage set by the substrate bias voltage setting means; and the solid-state image pickup element driven by the driving means to reduce pixel charge. When reading out as an output signal, a pixel charge read control unit capable of reading in an n addition drive mode in which each pixel charge of the solid-state image sensor is vertically added by a predetermined number n (n ≧ 2) and read. The substrate bias voltage setting means sets the substrate bias voltage differently according to the value of n in the reading by the pixel charge reading control means. And controlling the.

【0020】本発明の第6の撮像装置は、上記第5の撮
像装置において、上記色補正は、上記撮像信号に対する
ホワイトバランス調整を補正するものであることを特徴
とする。
A sixth image pickup apparatus of the present invention is characterized in that, in the fifth image pickup apparatus, the color correction corrects white balance adjustment for the image pickup signal.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明の一実施形態である撮像装
置の概略構成を示したブロック図である。なお、ここで
は、デジタルカメラとして実現した場合を例示して説明
する。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus which is an embodiment of the present invention. In addition, here, a case where the digital camera is realized will be described as an example.

【0023】図1に示すように、本実施形態のデジタル
カメラ100は、各種レンズからなるレンズ系101
と、このレンズ系101を駆動するためのレンズ駆動機
構102と、レンズ系101の絞りを制御するための露
出制御機構103と、ローパスおよび赤外カット用の光
学フィルタ104と、色フィルタ付きのCCDカラー撮
像素子105と、この撮像素子105を駆動するための
CCDドライバ106と、A/D変換器等を含むプリプ
ロセス回路107と、色信号生成処理,マトリックス変
換処理,その他各種のデジタル処理を行うためのデジタ
ルプロセス回路108と、外部のメモリカード110を
着脱可能とするカードインターフェース109と、LC
D画像表示系111と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a digital camera 100 of this embodiment has a lens system 101 including various lenses.
A lens drive mechanism 102 for driving the lens system 101, an exposure control mechanism 103 for controlling the diaphragm of the lens system 101, an optical filter 104 for low-pass and infrared cut, and a CCD with a color filter. A color image pickup device 105, a CCD driver 106 for driving the image pickup device 105, a pre-process circuit 107 including an A / D converter, a color signal generation process, a matrix conversion process, and various other digital processes. A digital process circuit 108, a card interface 109 for attaching / detaching an external memory card 110, and an LC
And a D image display system 111.

【0024】また、当該デジタルカメラ100は、各部
を統括的に制御するためのシステムコントローラ(CP
U)112を備え、さらに、各種操作ボタンからなる操
作スイッチ系113、操作状態及びモード状態等を表示
するための操作表示系114、発光手段としてのストロ
ボ115、上記レンズ駆動機構102を制御するための
レンズドライバ116、ストロボ115および露出制御
機構103を制御するための露出制御ドライバ117、
各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ(EE
PROM)118を備えている。
Further, the digital camera 100 has a system controller (CP) for centrally controlling each section.
U) 112, and further an operation switch system 113 including various operation buttons, an operation display system 114 for displaying an operation state and a mode state, a strobe 115 as a light emitting means, and the lens drive mechanism 102. Exposure control driver 117 for controlling the lens driver 116, strobe 115 and exposure control mechanism 103 of
Non-volatile memory (EE) for storing various setting information
PROM) 118.

【0025】本実施形態のデジタルカメラ100は、シ
ステムコントローラ112が全ての制御を統括的に行っ
ており、CCDドライバ106によりCCD撮像素子1
05の駆動を制御して露光(電荷蓄積)及び信号の読み
出しを行い、この読み出し信号をプリプロセス回路10
7を介してデジタルプロセス回路108に取込んで、各
種信号処理を施した後にカードインターフェース109
を介して着脱可能なメモリカード110に記録するよう
になっている。
In the digital camera 100 of the present embodiment, the system controller 112 centrally controls all the operations, and the CCD image pickup device 1 is operated by the CCD driver 106.
Drive (05) is controlled to perform exposure (charge accumulation) and signal reading, and the read signal is used as the preprocessing circuit 10
Card interface 109 through the digital processing circuit 108 through various signal processing
The data is recorded on the removable memory card 110 via the.

【0026】また、上記露光に際してストロボ115を
使用する場合には、システムコントローラ112の制御
下に、露出制御ドライバ117を制御してストロボ11
5に発光開始、停止の各制御信号を送ることによりスト
ロボ115を発光させるものである。
When the strobe 115 is used for the above exposure, the strobe 11 is controlled by controlling the exposure control driver 117 under the control of the system controller 112.
5, the strobe 115 is caused to emit light by sending control signals for starting and stopping the light emission.

【0027】なお、CCD撮像素子105の駆動制御
は、CCDドライバ106から出力される各種駆動信号
(電荷移送パルスTG、垂直駆動パルス、水平駆動パル
ス、さらには基板バイアス電圧VSUB等)を用いて行
われる。
The drive control of the CCD image pickup device 105 is performed using various drive signals (charge transfer pulse TG, vertical drive pulse, horizontal drive pulse, substrate bias voltage VSUB, etc.) output from the CCD driver 106. Be seen.

【0028】本実施形態においてCCDカラー撮像素子
105は、例えば、縦型オーバーフロードレイン構造を
用いたインターライン型のものを採用する。すなわち、
マトリクス配置された電荷蓄積部と、水平および垂直に
それぞれ配置された電荷転送部(垂直電荷転送路、水平
電荷転送路)とを備えている。
In the present embodiment, as the CCD color image pickup device 105, for example, an interline type using a vertical overflow drain structure is adopted. That is,
It is provided with a charge storage section arranged in a matrix and a charge transfer section (vertical charge transfer path, horizontal charge transfer path) respectively arranged horizontally and vertically.

【0029】電荷移送パルスTGが出力されると、各電
荷蓄積部と垂直電荷転送路との間に設けられた転送ゲー
トが開き、各電荷蓄積部から対応する垂直電荷転送路に
電荷が移送される。その際、基板バイアス電圧VSUB
に重畳される電荷排出パルスと電荷移送パルスTGの出
力タイミングの相対関係により、実質的な露光時間の制
御が行われる。垂直電荷転送路の駆動は垂直駆動パルス
によって行われる。また基板バイアス電圧VSUBは電
荷蓄積部のオーバーフローレベルを規定するために用い
られる。オーバーフローレベルを越える過剰電荷はオー
バーフロードレインに排出される。
When the charge transfer pulse TG is output, the transfer gate provided between each charge storage section and the vertical charge transfer path is opened, and the charge is transferred from each charge storage section to the corresponding vertical charge transfer path. It At that time, the substrate bias voltage VSUB
The exposure time is substantially controlled by the relative relationship between the output timing of the charge discharge pulse and the output timing of the charge transfer pulse TG that are superimposed on. The vertical charge transfer path is driven by a vertical drive pulse. The substrate bias voltage VSUB is used to define the overflow level of the charge storage section. Excess charge above the overflow level is drained to the overflow drain.

【0030】本実施形態のデジタルカメラ100におい
ては、以下に詳述する基板バイアス電圧VSUBの可変
設定制御およびこれに対応する色補正に関する動作を除
けば、通常のデジタルカメラと同様の動作および制御が
行われるものであって、かかる公知の部分については、
ここでの説明を省略する。
In the digital camera 100 of the present embodiment, the same operation and control as a normal digital camera is performed except for the variable setting control of the substrate bias voltage VSUB and the operation related to the color correction corresponding thereto which will be described in detail below. This known part is performed
The description here is omitted.

【0031】システムコントローラ112には、本実施
形態の特徴とする基板バイアス電圧VSUBの可変設定
制御を行うための機能として、駆動モード制御部201
およびVSUB設定部202、ホワイトバランス(W
B)設定及び色補正部(以下、ホワイトバランス設定
部)203が設けられている。
The system controller 112 has a function for performing variable setting control of the substrate bias voltage VSUB, which is a feature of this embodiment, as a drive mode control unit 201.
And VSUB setting unit 202, white balance (W
B) A setting and color correction unit (hereinafter, white balance setting unit) 203 is provided.

【0032】上記駆動モード制御部201は、CCD撮
像素子105からの画素電荷の読み出しを制御するため
のものであり、当該デジタルカメラ100を通常駆動モ
ードとn加算駆動モードとに制御する。ここで上記通常
駆動モードは、CCD撮像素子105の各画素電荷を個
別に読み出すための駆動制御モードであり、またn加算
駆動モードはCCD撮像素子105の各画素電荷を垂直
方向に所定数nだけ加算して読み出す駆動制御モードで
ある。これら通常駆動モードおよびn加算駆動モードの
駆動制御の様子を図2に示す。
The drive mode control unit 201 is for controlling the readout of pixel charges from the CCD image pickup device 105, and controls the digital camera 100 in the normal drive mode and the n-addition drive mode. Here, the normal drive mode is a drive control mode for individually reading out each pixel charge of the CCD image sensor 105, and the n addition drive mode is a predetermined number n of each pixel charge of the CCD image sensor 105 in the vertical direction. This is a drive control mode for adding and reading. FIG. 2 shows how the drive control is performed in the normal drive mode and the n-addition drive mode.

【0033】図2(a)は通常駆動モードにおける駆動
タイミングを示している。図に示すように、水平ブラン
キング期間(HBLK)毎に垂直駆動パルスφVを用い
た1回の転送駆動が実行され、垂直転送路から水平転送
路に1ライン分の電荷が転送される(垂直転送路毎に1
画素)。なお、垂直転送路の転送には、例えば、周知の
4相駆動方式などを用いることができる。
FIG. 2A shows the drive timing in the normal drive mode. As shown in the figure, one transfer drive using the vertical drive pulse φV is executed every horizontal blanking period (HBLK), and one line of charge is transferred from the vertical transfer path to the horizontal transfer path (vertical 1 for each transfer path
Pixels). For the transfer on the vertical transfer path, for example, a well-known four-phase drive method or the like can be used.

【0034】一方、図2(b)はn加算駆動モード(こ
こではn=4)における駆動タイミングを示している。
水平ブランキング期間(HBLK)毎に垂直駆動パルス
φVを用いた4回の転送駆動が実行され、垂直転送路か
ら水平転送路に4ライン分の電荷が転送される(各垂直
転送路の縦方向の4画素)。
On the other hand, FIG. 2B shows the drive timing in the n addition drive mode (here, n = 4).
The transfer drive is performed four times using the vertical drive pulse φV for each horizontal blanking period (HBLK), and charges of four lines are transferred from the vertical transfer path to the horizontal transfer path (the vertical direction of each vertical transfer path). 4 pixels).

【0035】ところで、水平転送路の駆動はn加算駆動
モードにおいても通常駆動モードと同様に実行される。
これによりn加算駆動モードでは垂直方向に1/nに圧
縮された画像が高速に読み出されることになる。本実施
形態では、n加算駆動モードによる読み出し制御は、当
該撮影に先立って行われる、例えばAF(自動合焦点)
やAE(自動露出補正)処理等のために利用される。も
ちろん、LCD画像表示系111への撮像画像の動画表
示(EVF)に利用することもできる。
Incidentally, the driving of the horizontal transfer path is executed in the n addition driving mode as in the normal driving mode.
As a result, in the n addition drive mode, the image compressed to 1 / n in the vertical direction is read at high speed. In the present embodiment, the readout control in the n addition drive mode is performed prior to the shooting, for example, AF (automatic focusing).
And used for AE (automatic exposure compensation) processing and the like. Of course, it can also be used for displaying a moving image (EVF) of a captured image on the LCD image display system 111.

【0036】なお、n加算駆動モードの発展形として、
CCD撮像素子105における色コーティングパターン
を考慮したり、感度を適当に調節する目的で、垂直転送
に先立って行われる電荷蓄積部から垂直転送路への電荷
移送に際して、垂直転送路から水平転送路への転送時に
加算されるnラインのうちの特定のm(≦n)ラインだ
けを選択的に移送する「m/n加算駆動」を使用するこ
ともできる(「n加算駆動」を特殊な場合すなわちm=
nの「n/n加算駆動」として含む)が、本実施形態で
はこれらの駆動を使用する際の画素電荷加算数が本質的
な意味をもつため、m/n加算駆動を用いる場合にはm
に着目すれば良いことから、以下、本明細書では説明を
簡単化するためにm=nの場合、すなわち上記n加算駆
動のみを取り上げて説明するものとする。したがって、
m/n加算駆動に対して本発明を適用する場合は、mを
もってnに読み替える。
As a development of the n addition drive mode,
For the purpose of considering the color coating pattern in the CCD image pickup device 105 and appropriately adjusting the sensitivity, when the charge is transferred from the charge storage unit to the vertical transfer path prior to the vertical transfer, the charge is transferred from the vertical transfer path to the horizontal transfer path. It is also possible to use the "m / n addition drive" that selectively transfers only a specific m (≤n) line of the n lines to be added at the time of transfer ("n addition drive" is a special case. m =
n is included as “n / n addition drive”), but since the number of pixel charge additions when using these drives has an essential meaning in the present embodiment, m is used when m / n addition drive is used.
Therefore, in order to simplify the description, in the present specification, the case of m = n, that is, only the n-addition drive will be described below. Therefore,
When the present invention is applied to m / n addition drive, m is read as n.

【0037】上記VSUB設定部202は、前述の基板
バイアス電圧VSUBにより定まる電荷蓄積部のオーバ
ーフローレベルOFLを可変設定するためのものであ
り、通常駆動モード時とn加算駆動モード時とで基板バ
イアス電圧VSUBを異なる値に設定する制御を行う。
さらに、n加算駆動モードにおいては、そのnの値に応
じて、基板バイアス電圧VSUBの設定値が可変設定さ
れることになる。
The VSUB setting section 202 is for variably setting the overflow level OFL of the charge storage section which is determined by the substrate bias voltage VSUB described above, and is the substrate bias voltage in the normal drive mode and the n addition drive mode. Control to set VSUB to different values.
Further, in the n addition drive mode, the set value of the substrate bias voltage VSUB is variably set according to the value of n.

【0038】図3は、本実施形態のデジタルカメラにお
けるCCD撮像素子105として利用される、縦型オー
バーフロードレイン構造のインターライン型CCDの断
面構造を示した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a cross-sectional structure of an interline CCD having a vertical overflow drain structure, which is used as the CCD image pickup device 105 in the digital camera of this embodiment.

【0039】図3に示すように、N型半導体基板400
は接合の浅いPウェルの第1領域401と接合の深いP
ウェルの第2領域402とで形成されている。第1領域
401の接合N型領域が形成された領域部分はフォトダ
イオード、いわゆる光電変換領域(電荷蓄積部)403
として作用する。
As shown in FIG. 3, an N-type semiconductor substrate 400 is provided.
Is a shallow P junction first region 401 of the well and a deep P junction
And the second region 402 of the well. The region portion of the first region 401 where the junction N-type region is formed is a photodiode, a so-called photoelectric conversion region (charge storage unit) 403.
Acts as.

【0040】第2領域402は埋込みチャネル404か
らなる垂直シフトレジスタ、すなわち転送電極405が
形成される。その主面は絶縁層406を介して転送電極
405が配置されている。光電変換領域403と埋込み
チャネル404は高いP型不純物層からなるチャネルス
トップ領域407によって分離されている。
In the second region 402, a vertical shift register consisting of a buried channel 404, that is, a transfer electrode 405 is formed. A transfer electrode 405 is arranged on the main surface with an insulating layer 406 interposed. The photoelectric conversion region 403 and the buried channel 404 are separated by a channel stop region 407 made of a high P-type impurity layer.

【0041】また光電変換領域403と対応する埋込み
チャネル404は間にトランスファーゲート領域408
が配置されている。さらに、光電変換領域403以外は
金属層409で遮光されている。ブルーミング抑制はN
型半導体基板400と、Pウェルの第1領域401及び
第2領域402との接合に逆バイアス電圧である基板バ
イアス電圧VSUB411を印加し、光電変換領域40
3直下のPウェルの第1領域401を完全に空乏化(空
乏層化)することにより実現される。
Further, the transfer gate region 408 is provided between the buried channel 404 corresponding to the photoelectric conversion region 403.
Are arranged. Further, the area other than the photoelectric conversion region 403 is shielded by the metal layer 409. Blooming suppression is N
The substrate bias voltage VSUB 411, which is a reverse bias voltage, is applied to the junction between the type semiconductor substrate 400 and the first region 401 and the second region 402 of the P well to apply the photoelectric conversion region 40.
It is realized by completely depleting (depleting layer) the first region 401 of the P well immediately below 3.

【0042】図4は、本実施形態のデジタルカメラにお
ける、基板バイアス電圧VSUBに対する電荷蓄積部の
飽和信号量(オーバーフローレベルOFL)の変化特性
を示した線図である。
FIG. 4 is a diagram showing the change characteristic of the saturation signal amount (overflow level OFL) of the charge accumulating portion with respect to the substrate bias voltage VSUB in the digital camera of this embodiment.

【0043】図に示すように、基板バイアス電圧VSU
Bの絶対値を大きくすることにより、オーバーフローレ
ベルOFLを低下させることができる。
As shown in the figure, the substrate bias voltage VSU
The overflow level OFL can be lowered by increasing the absolute value of B.

【0044】次に、表1を参照して、画素加算数(n)
と基板バイアス電圧VSUBの設定値との具体的な関係
について説明する。
Next, referring to Table 1, the pixel addition number (n)
The specific relationship between the substrate bias voltage VSUB and the substrate bias voltage VSUB will be described.

【0045】[0045]

【表1】 今、非加算時、すなわちn=1の通常駆動モード時にお
けるデフォルトの基板バイアス電圧VSUB値を“9
V”とし、このVSUB値に対応するオーバーフローレ
ベルOFLを“740mV”として、これを基準値とす
る。
[Table 1] At the time of non-addition, that is, in the normal drive mode of n = 1, the default substrate bias voltage VSUB value is set to "9".
V ", the overflow level OFL corresponding to this VSUB value is set to" 740 mV ", and this is used as a reference value.

【0046】表1は、本実施形態のデジタルカメラ10
0において予めプリセットデータとして記憶される、n
加算駆動モード時(例として2画素加算、4画素加算)
における基板バイアス電圧VSUBの設定値を示してい
る。
Table 1 shows the digital camera 10 of this embodiment.
0 stored in advance as preset data, n
In addition drive mode (for example, 2 pixel addition, 4 pixel addition)
3 shows the set value of the substrate bias voltage VSUB at the time.

【0047】上記通常駆動モード時(基板バイアス電圧
VSUB=9V、オーバーフローレベルOFL=740
mV)に対して、まず、n=2、すなわち2画素加算時
には、電荷蓄積部のオーバーフローレベルが非加算時の
1/2の値(370mV)となるような基板バイアス電
圧VSUBの値(12.2V)が図4の特性から算出さ
れ、本実施形態では、この値を基板バイアス電圧VSU
Bの設定値として使用する。同様に、n=4、すなわ
ち、4画素加算時には、電荷蓄積部のオーバーフローレ
ベルが非加算時の1/4の値(185mV)となるよう
な基板バイアス電圧VSUBの値(14.5V)を設定
値として使用する。
In the normal drive mode (substrate bias voltage VSUB = 9V, overflow level OFL = 740)
For n = 2, that is, when two pixels are added, the value of the substrate bias voltage VSUB (12. 2V) is calculated from the characteristics of FIG. 4, and in the present embodiment, this value is used as the substrate bias voltage VSU.
Used as the setting value of B. Similarly, n = 4, that is, the value of the substrate bias voltage VSUB (14.5 V) is set so that the overflow level of the charge storage unit becomes 1/4 the value (185 mV) at the time of non-addition when adding four pixels. Use as a value.

【0048】本実施形態のデジタルカメラ100は、求
めた上記各画素加算時における基板バイアス電圧VSU
Bの設定値すなわち上記表1の内容を、予めプリセット
データとして所定メモリ(例えばEEPROM118)
に記憶するようになっている。
The digital camera 100 of the present embodiment uses the substrate bias voltage VSU at the time of addition of the respective pixels thus obtained.
The set value of B, that is, the contents of Table 1 above is preset as preset data in a predetermined memory (for example, EEPROM 118).
It is designed to be memorized in.

【0049】なお、水平転送路の飽和レベルは少なくと
も電荷蓄積部のオーバーフローレベルOFLの標準的設
定値(740mV)以上であるのが一般的であるので、
このように非加算時のオーバーフローレベルOFL(7
40mV)を基準に、非加算時と加算時の画素加算数の
比のみで基板バイアス電圧VSUBの設定値を決定して
も、水平カブリノイズの発生を確実に防止することがで
きる。
Since the saturation level of the horizontal transfer path is generally at least the standard setting value (740 mV) of the overflow level OFL of the charge storage section,
Thus, the overflow level OFL (7
Even if the set value of the substrate bias voltage VSUB is determined only by the ratio of the number of pixels added during non-addition with respect to 40 mV), horizontal fog noise can be reliably prevented.

【0050】上記ホワイトバランス設定部203は、オ
ートホワイトバランスを含む通常のホワイトバランス機
能の他、n加算駆動モード時(本実施形態においては2
画素加算、4画素加算)において設定される基板バイア
ス電圧VSUBの値に応じて色補正を行う機能を有す
る。
The white balance setting section 203 has a normal white balance function including an automatic white balance, and an n addition drive mode (in the present embodiment, 2).
It has a function of performing color correction according to the value of the substrate bias voltage VSUB set in pixel addition, four pixel addition).

【0051】ここで、上記ホワイトバランス設定部20
3の機能として本実施形態で採用するホワイトバランス
回路の動作原理(上記通常のホワイトバランス機能)に
ついて簡単に説明する。
Here, the white balance setting section 20
As the third function, the operation principle of the white balance circuit adopted in this embodiment (the above-mentioned normal white balance function) will be briefly described.

【0052】すなわち、当該ホワイトバランス設定部2
03は、被写体の色温度情報やその他の情報(例えばユ
ーザの設定や「ストロボ使用」情報も含む)により光源
種類(例えば「デーライト」「白熱ランプ」「蛍光燈」
「ストロボ」等)を検出して、この検出結果に応じて予
め所定メモリにプリセット(例えば、EEPROM11
8に記憶)された所定のゲイン値をR、Bの各信号に乗
じることにより、ホワイトバランスをとるようになって
いる。従って、プリセットされるR、Bのゲイン値の組
(ホワイトバランスプリセットデータ)は、想定する光
源種類の数だけ存在している。(この時、例えば同じ白
熱ランプでも色温度が異なる場合には必要に応じて異な
る光源として取扱われることは言うまでも無い。)そし
て、光源種類を自動検出する場合にはいわゆるオートホ
ワイトバランスとして機能し、また、光源種類を例えば
手動設定で「デーライト」と指定する場合にはこれはい
わゆるマニュアル(プリセット選択)ホワイトバランス
として機能するものである。なお、上記ホワイトバラン
スプリセットデータの値の例示は省略する。
That is, the white balance setting section 2
Reference numeral 03 denotes a light source type (eg, “daylight”, “incandescent lamp”, “fluorescent lamp”) depending on the color temperature information of the subject and other information (including user setting and “strobe use” information).
“Strobe” or the like) is detected, and preset in a predetermined memory (for example, EEPROM 11) according to the detection result.
White balance is achieved by multiplying each of the R and B signals by a predetermined gain value stored in (8). Therefore, there are as many sets of preset R and B gain values (white balance preset data) as the number of assumed light source types. (At this time, needless to say, even if the same incandescent lamp has a different color temperature, it is handled as a different light source if necessary.) And when automatically detecting the light source type, it functions as a so-called auto white balance. However, when the light source type is designated as "daylight" by manual setting, this functions as a so-called manual (preset selection) white balance. The illustration of the value of the white balance preset data is omitted.

【0053】ところで、今、撮像素子の分光感度の変化
を考慮せずに、各光源種類に対して1通りのみのプリセ
ットデータに基づいてホワイトバランス機能を実行する
場合を考える。この場合、撮像素子の分光感度が変化す
ると、この変化によりR、G、Bのバランスが崩れてし
まう。すなわち各プリセットデータは、通常(非加算)
駆動モードにおける信号出力に対してその最適値が設定
されているから、本実施形態のデジタルカメラ100の
如く、通常駆動モード時とn加算駆動モード時とで基板
バイアス電圧VSUBを変化させる場合、非加算時(通
常駆動モード時)に対してn画素加算時(n加算駆動モ
ード時)では分光感度が変化するので、何等対策を施さ
ないまま非加算時のプリセットデータのままでホワイト
バランス機能を実行すると、そのまま色が変化してしま
う。
Now, consider a case where the white balance function is executed based on only one preset data for each light source type without considering the change in the spectral sensitivity of the image pickup device. In this case, if the spectral sensitivity of the image sensor changes, the change causes an imbalance of R, G, and B. That is, each preset data is normal (not added)
Since the optimum value is set for the signal output in the drive mode, when the substrate bias voltage VSUB is changed between the normal drive mode and the n-addition drive mode as in the digital camera 100 of this embodiment, it is not Spectral sensitivity changes when n pixels are added (in n addition drive mode) compared to addition (in normal drive mode), so the white balance function is executed with no presetting data without any measures. Then, the color changes as it is.

【0054】そこで、本実施形態のデジタルカメラ10
0のホワイトバランス設定手段203は、かかる事情に
対応すべく、非加算時(通常駆動モード時)に対して基
板バイアス電圧VSUBを変化させるn画素加算時(n
加算駆動モード時)において、基板バイアス電圧VSU
Bに応じた色補正(B補正、R補正)を行うように構成
されている。
Therefore, the digital camera 10 of the present embodiment
In order to cope with such a situation, the white balance setting unit 203 of 0 changes the substrate bias voltage VSUB during non-addition (in the normal drive mode) during n-pixel addition (n
In addition drive mode), the substrate bias voltage VSU
The color correction (B correction, R correction) according to B is performed.

【0055】表2に、非加算時(通常駆動モード時)、
2画素加算時、4画素加算時(n加算駆動モード時)に
おける、基板バイアス電圧VSUB値、変化する該基板
バイアス電圧VSUBによるR、G、B特性、色補正量
(R、Bの各プリセットデータに乗ずるべきR、Bの各
数値であるR補正量、B補正量)を示す。
In Table 2, when non-addition (in normal drive mode),
Substrate bias voltage VSUB value at the time of 2-pixel addition and 4-pixel addition (n-addition drive mode), R, G, B characteristics due to the changing substrate bias voltage VSUB, and color correction amount (each preset data of R and B) The R correction amount and the B correction amount, which are the respective numerical values of R and B to be multiplied by.

【0056】[0056]

【表2】 すなわち表2の中列に示したB/G/Rとは、図6に例
示した、本実施形態のカメラの分光特性の変化に対応し
た各RGB色信号出力の相対強度(図6の各曲線と横軸
に囲まれた部分の面積に相当)を、G=100として示
したものである。ホワイトバランス調整前のRGBの出
力は一般には必ずしも等しく無いことを反映して非加算
状態ではB:G:R=92:100:96となってい
る。
[Table 2] That is, B / G / R shown in the middle row of Table 2 means the relative intensity of each RGB color signal output (each curve in FIG. 6) corresponding to the change in the spectral characteristic of the camera of this embodiment illustrated in FIG. (Corresponding to the area surrounded by the horizontal axis) and G = 100. In general, the RGB outputs before white balance adjustment are not necessarily equal, and B: G: R = 92: 100: 96 in the non-addition state.

【0057】プリセットデータは、上記したとおり、こ
の非加算状態を基準として(各想定光源に対してそれぞ
れ)最適化されているから、この非加算状態においては
補正は必要無いことは勿論であって、R、Bの各補正量
はいずれも1である。これに対して例えば2画素加算時
はBの出力は100/92倍になるからこれを打ち消す
ために乗ずるべきB補正量は92/100=0.92と
なり、またRの出力は92/96倍になるからこれを打
ち消すために乗ずるべきR補正量は96/92=1.0
4となる。4画素加算時も同様である。
As described above, since the preset data is optimized with respect to this non-addition state (for each assumed light source), no correction is necessary in this non-addition state. The correction amounts of R, B, and B are all 1. On the other hand, for example, when adding two pixels, the output of B is 100/92 times, so the B correction amount to be multiplied to cancel this is 92/100 = 0.92, and the output of R is 92/96 times. Therefore, the R correction amount to be multiplied to cancel this is 96/92 = 1.0
It becomes 4. The same applies when adding four pixels.

【0058】また、図5は、本実施形態のデジタルカメ
ラ100における、基板バイアス電圧VSUBの設定値
に対して色補正を行うルーチンを示したフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart showing a routine for performing color correction on the set value of the substrate bias voltage VSUB in the digital camera 100 of this embodiment.

【0059】図5のフローチャートに示すように、シス
テムコントローラ112は、まず、被写体の色温度情報
やその他の情報を入力する(ステップS1)。この情報
により所定メモリに予め記憶された非加算時のプリセッ
トデータを選択する(ステップS2)と共に、基板バイ
アス電圧VSUBが可変されるか否か、すなわち、n画
素加算されるか否かを検出する(ステップS3)。ここ
で、基板バイアス電圧VSUBが可変されない非加算時
の場合は、上記選択されたプリセットデータをそのまま
採用してホワイトバランスを設定する(ステップS
5)。すなわち、通常のホワイトバランス設定を行な
う。(なおR、Bの各補正量が1であるから図5では補
正を行なわない形で表現しているが、ステップS3での
分岐を避けて処理を共通化する場合には補正量1を乗じ
ても良いことは自明である。)一方、基板バイアス電圧
VSUBが可変されるn加算時の場合は、上記選択され
たプリセットデータに、例えば2画素加算時の場合は表
2の2段目の補正量を、また、4画素加算時の場合は3
段目の補正量を乗じることで色補正を行った(ステップ
S4)後、ホワイトバランスを設定する(ステップS
5)。すなわち、通常のホワイトバランス設定に対して
B補正、R補正を施してホワイトバランスを実行する。
As shown in the flowchart of FIG. 5, the system controller 112 first inputs the color temperature information of the subject and other information (step S1). Based on this information, preset data at the time of non-addition stored in a predetermined memory in advance is selected (step S2), and it is detected whether the substrate bias voltage VSUB is variable, that is, whether n pixels are added. (Step S3). Here, in the case of non-addition in which the substrate bias voltage VSUB is not variable, the selected preset data is directly adopted to set the white balance (step S).
5). That is, the normal white balance setting is performed. (Note that since the correction amounts of R and B are 1, the correction is not performed in FIG. 5, but when the process is shared by avoiding the branch in step S3, the correction amount 1 is multiplied. On the other hand, in the case of n addition in which the substrate bias voltage VSUB is variable, the selected preset data is added to the selected preset data. Correction amount, or 3 when adding 4 pixels
After the color correction is performed by multiplying the correction amount of the step (step S4), the white balance is set (step S4).
5). That is, white balance is executed by performing B correction and R correction on the normal white balance setting.

【0060】なお以上では非加算時のプリセットデータ
にR、Bの各補正量を乗ずる形で基板バイアス値に対応
したホワイトバランスの補正を実現しているが、このよ
うな補正を施した後のデータを予めプリセットデータと
して記憶しておき、必要に応じてこれらを選択するとい
う方法によっても、本発明は等しく実現可能であること
は言うまでも無い。
In the above, the white balance correction corresponding to the substrate bias value is realized by multiplying the preset data at the time of non-addition by each correction amount of R and B. However, after performing such correction, It goes without saying that the present invention can be equally realized by a method of storing data as preset data in advance and selecting these as required.

【0061】このように、本実施形態のデジタルカメラ
によると、基板バイアス電圧VSUBを可変する場合に
おいても色バランスなど色再現が変化しない。したがっ
て、特に画質劣化の無い画素加算駆動を実現することが
できる。
As described above, according to the digital camera of this embodiment, color reproduction such as color balance does not change even when the substrate bias voltage VSUB is changed. Therefore, it is possible to realize the pixel addition drive with no deterioration in image quality.

【0062】なお、本実施形態においては、色補正とし
てホワイトバランスを調整することとしたが、これに限
らず、分光感度の変化は色再現の変化を生じ得ることに
着目して、たとえばマトリクス係数を変更することでこ
の色再現の変化を生じないように補正することもでき
る。この場合、ホワイトバランスずれとは異なり全ての
色に関して補正できない場合もあるが、少なくとも、例
えば肌色と緑など着目した特定の色については補正可能
である。
In the present embodiment, the white balance is adjusted as the color correction. However, the present invention is not limited to this, and attention is paid to the fact that a change in spectral sensitivity may cause a change in color reproduction. It is also possible to correct so that this change in color reproduction does not occur by changing the. In this case, unlike the white balance shift, it may not be possible to correct all colors, but it is possible to correct at least specific colors such as skin color and green.

【0063】また、本発明の技術思想は、画素加算のみ
を使用する(すなわち非加算モードを有しない)カメラ
に対しても適用することができる。
The technical idea of the present invention can also be applied to a camera that uses only pixel addition (that is, does not have a non-addition mode).

【0064】さらに、基板バイアス電圧VSUBに対応
する色補正データ(上記色補正量)は、機器毎の性能ば
らつきに起因してその必要な設定値が個々に異なる場合
も考えられるが、この場合、製造工程等における調整時
に、その個別に必要な設定値を補正データをEEPRO
M118に書き込むようにすることがさらに望ましい。
すなわちこれによって本発明の要部である、基板バイア
ス電圧VSUBに対応する色補正が、いわゆる電子調整
(結果においてばらつきを生じないように、個々の設定
データを機器毎に適応的に異ならしめる)を含めた形で
実現可能となるものである。
Further, the color correction data (the above-mentioned color correction amount) corresponding to the substrate bias voltage VSUB may have different required set values due to the performance variation of each device. In this case, At the time of adjustment in the manufacturing process etc., set data individually required for correction data EEPRO
It is more desirable to write to M118.
That is, the color correction corresponding to the substrate bias voltage VSUB, which is the main part of the present invention, is thereby made by so-called electronic adjustment (individual setting data is adaptively made different for each device so as not to cause variation in the result). It will be feasible in the included form.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板バイアス電圧を可変する場合においても色バランス等
の色再現が変化せず、特に画質劣化の無い画素加算駆動
を実現することができる。
As described above, according to the present invention, even when the substrate bias voltage is changed, the color reproduction such as the color balance does not change, and it is possible to realize the pixel addition drive without the image quality deterioration. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態である撮像装置の概略構成
を示したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus which is an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施形態において、通常駆動モードにおけ
る駆動タイミングを示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing drive timing in a normal drive mode in the embodiment.

【図3】上記実施形態において、n加算駆動モード(こ
こではn=4)における駆動タイミングを示した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a drive timing in an n addition drive mode (here, n = 4) in the embodiment.

【図4】上記実施形態における、基板バイアス電圧VS
UBに対する電荷蓄積部の飽和信号量(オーバーフロー
レベルOFL)の変化特性を示した線図である。
FIG. 4 is a substrate bias voltage VS in the above embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a change characteristic of a saturation signal amount (overflow level OFL) of a charge storage unit with respect to UB.

【図5】上記実施形態における、基板バイアス電圧VS
UBの設定値に対して色補正を行うルーチンを示したフ
ローチャートである。
FIG. 5 is a substrate bias voltage VS in the above embodiment.
7 is a flowchart showing a routine for performing color correction on the set value of UB.

【図6】通常状態におけるカメラの分光特性(実線)
と、画素加算時における相対分光特性(破線)を示した
線図である。
FIG. 6: Spectral characteristic of camera in normal state (solid line)
3 is a diagram showing relative spectral characteristics (broken line) at the time of pixel addition.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

105…CCD撮像素子 112…システムコントローラ 118…EEPROM 201…駆動モード制御部 202…基板バイアス電圧VSUB設定部 203…ホワイトバランス設定及び色補正部 105 ... CCD image sensor 112 ... System controller 118 ... EEPROM 201 ... Drive mode control unit 202 ... Substrate bias voltage VSUB setting unit 203 ... White balance setting and color correction unit

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体撮像素子と、 この固体撮像素子を駆動する駆動手段と、 上記固体撮像素子の基板バイアス電圧の値を可変設定す
る基板バイアス電圧設定手段と、 上記固体撮像素子の出力した撮像信号の各色成分に対し
て、各色成分毎に独立のゲイン値を設定するゲイン設定
手段を備えたことによって光源種類に対する色補正を行
なうホワイトバランス調整手段と、 を具備し上記ホワイトバランス調整手段は、上記各独立
ゲイン値に対して、上記基板バイアス電圧設定手段が設
定した基板バイアス電圧の値に応じて変化する各色成分
出力の相対強度の逆比として予め設定された数値である
色補正量を乗じるデータ補正手段をさらに有したもので
あることを特徴とする撮像装置。
1. A solid-state image sensor, driving means for driving the solid-state image sensor, substrate bias voltage setting means for variably setting a value of a substrate bias voltage of the solid-state image sensor, and an image output by the solid-state image sensor. For each color component of the signal, a white balance adjusting means for performing color correction for the light source type by providing a gain setting means for setting an independent gain value for each color component, and the white balance adjusting means, Each of the independent gain values is multiplied by a color correction amount, which is a numerical value set in advance as an inverse ratio of the relative intensity of the output of each color component that changes according to the value of the substrate bias voltage set by the substrate bias voltage setting means. An image pickup apparatus further comprising a data correction unit.
【請求項2】 上記撮像信号の各色成分は、加法混色の
3原色RGBであることを特徴とする請求項1に記載の
撮像装置。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein each color component of the image pickup signal is RGB of three additive primary colors.
【請求項3】 上記駆動手段により固体撮像素子を駆動
して画素電荷を出力信号として読み出す際に該固体撮像
素子の各画素電荷を個別に読み出す通常駆動モード、お
よび、同固体撮像素子の各画素電荷を垂直方向に所定数
nだけ加算して読み出すn加算駆動モードでの読み出し
を可能とする画素電荷読み出し制御手段を有し、 上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出
し制御手段による読み出しが上記通常駆動モードである
場合と上記n加算駆動モードである場合とで上記基板バ
イアス電圧を異なる設定値に制御することを特徴とする
請求項1または2に記載の撮像装置。
3. A normal drive mode in which each pixel charge of the solid-state image pickup device is individually read when the solid-state image pickup device is driven by the driving means to read out pixel charge as an output signal, and each pixel of the solid-state image pickup device. There is a pixel charge read control means capable of reading in an n addition drive mode in which a predetermined number n of charges are added and read in the vertical direction, and the substrate bias voltage setting means has a pixel charge read control means for reading. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the substrate bias voltage is controlled to different set values depending on whether the normal drive mode or the n-addition drive mode is set.
【請求項4】 上記駆動手段により固体撮像素子を駆動
して画素電荷を出力信号として読み出す際に該固体撮像
素子の各画素電荷を垂直方向に所定数nだけ加算して読
み出すn加算駆動モードでの読み出しを可能とする画素
電荷読み出し制御手段を有し、 上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出
し制御手段による読み出しにおけるnの値に応じて、上
記基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特
徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
4. An n addition drive mode in which when driving the solid-state imaging device by the driving means to read pixel charges as an output signal, each pixel charge of the solid-state imaging device is vertically added by a predetermined number n and read. And a substrate bias voltage setting unit that controls the substrate bias voltage to a different set value according to the value of n in the reading by the pixel charge read control unit. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is provided.
【請求項5】 固体撮像素子と、 この固体撮像素子を駆動する駆動手段と、 上記固体撮像素子の基板バイアス電圧の値を可変設定す
る基板バイアス電圧設定手段と、 上記基板バイアス電圧設定手段が設定した基板バイアス
電圧の値に応じて上記固体撮像素子の出力した撮像信号
に対する色補正を行なう色補正手段と、 上記駆動手段により固体撮像素子を駆動して画素電荷を
出力信号として読み出す際に該固体撮像素子の各画素電
荷を垂直方向に所定数n(n≧2)だけ加算して読み出
すn加算駆動モードでの読み出しを可能とする画素電荷
読み出し制御手段と、 を有し、 上記基板バイアス電圧設定手段は、上記画素電荷読み出
し制御手段による読み出しにおけるnの値に応じて、上
記基板バイアス電圧を異なる設定値に制御することを特
徴とする撮像装置。
5. A solid-state image sensor, drive means for driving the solid-state image sensor, substrate bias voltage setting means for variably setting the value of the substrate bias voltage of the solid-state image sensor, and the substrate bias voltage setting means. Color correction means for performing color correction on the image pickup signal output from the solid-state image pickup element according to the value of the substrate bias voltage, and the solid-state image pickup element when the solid-state image pickup element is driven by the driving means to read pixel charge as an output signal. Pixel charge read control means that enables reading in an n addition drive mode in which each pixel charge of the image sensor is added and read in the vertical direction by a predetermined number n (n ≧ 2), and the substrate bias voltage setting is performed. The means controls the substrate bias voltage to a different set value according to the value of n in the reading by the pixel charge reading control means. Image pickup device.
【請求項6】 上記色補正は、上記撮像信号に対するホ
ワイトバランス調整を補正するものであることを特徴と
する請求項5に記載の撮像装置。
6. The image pickup apparatus according to claim 5, wherein the color correction corrects white balance adjustment for the image pickup signal.
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