JP2004248304A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 良質な画像を得ることを課題とする。
【解決手段】 被写体からの光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段からの信号を読み出す読出手段とを含む複数の画素と、読出手段から読み出された信号に含まれるノイズ成分に対して差分処理を行なうための差分手段と、撮像条件を検出する検出手段と、検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なう補正手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光電変換機能を有する画素を複数配置した固体撮像装置及びそれを用いた撮像システムに関する。

固体撮像素子には、大別してＣＣＤ等の電荷転送型と、ＭＯＳ型撮像デバイス等のＸ，Ｙアドレス型が存在する。

上記のような固体撮像素子をセンサ−として使用する場合には、メリットも多いがデメリットもある。そのデメリットの一つとして、高輝度被写体像を撮像した場合に、スメアと呼ばれる画像劣化が存在する。

ＣＣＤの場合は、フォトダイオ−ドに隣接している垂直転送レジスタに、被写体光のごく一部が光リ−クとしてもれこみ、画像上は高輝度被写体像の縦方向に白い帯状のノイズとなる。この現象は、フォトダイオ−ドの飽和する光量の約６０ｄＢ〜約１００ｄＢ以上の光量があった場合に発生する。

ＭＯＳ型撮像デバイスの場合は、一般的に図１２に示すように、画素がフォトダイ−ド１、フォトダイオ−ドからの信号を増幅して出力する増幅用ＭＯＳトランジスタ２、フォトダイオ−ド１の信号を増幅用ＭＯＳトランジスタ２に転送する転送用ＭＯＳトランジスタ３、増幅用ＭＯＳトランジスタのゲ−ト領域にリセット電位を供給するためのリセット用ＭＯＳトランジスタ、増幅用ＭＯＳトランジスタ２からの信号を選択的に出力されるための選択用ＭＯＳトランジスタ５から構成され、フォトダイオ−ド１の信号を増幅用ＭＯＳトランジスタ２に転送する前に、増幅用ＭＯＳトランジスタのゲ−ト電極領域をリセットすることにより、スメアはほとんどないと言われてきた。例えば、ビデオカメラ等のム−ビカメラの露光時間１６、７ｍｓに対し、フォトダイオ−ドから増幅ＭＯＳトランジスタへの転送時間は、数μｓであり、約１００ｄＢの光量差があり、また増幅用ＭＯＳトランジスタのゲ−ト電極領域は遮光していることから問題はないと考えられていた。これらのＭＯＳ型撮像デバイスは、例えば、特許文献１に開示されている。
特開平０１−２３８３８１

我々が撮像実験を進めていくうちに次のような課題が判明した。

フォトダイオ−ド等の光電変換手段で光電変換され出力された信号に含まれるノイズ成分を除去するためにノイズ成分を差分する差分手段を持つ固体撮像装置がある。差分手段を持った固体撮像装置の一例として、図１３に示すような固体撮像装置が存在する。また、図１３の固体撮像装置の動作タイミングを示すためのタイミングを図１４に示す。画素６は、図１２で説明した画素と同じ構成であり、ｔ１期間に増幅用ＭＯＳトランジスタの入力部をリセットしたリセット信号ｖｎをメモリＣＮ７に蓄積し、ｔ２期間に、光電変換手段によって光電変換されることによって生じた信号ｖｓが増幅用ＭＯＳトランジスタの入力部に転送されるとともに、その増幅用ＭＯＳトランジスタから出力された信号ＶＳは、メモリＣＳに蓄積される。

ここで、ＣＳに蓄積されている信号ＶＳは、光電変換によって生じた信号（ｖｓ）とリセット信号（ｖｎ）とが含まれている。メモリＣＮ７に蓄積されているリセット信号ｖｎと、メモリＣＳ８に蓄積された信号ＶＳ（＝ｖｓ＋ｖｎ）は、差動アンプ９に読み出される。そして、差動アンプではＶＳ−ｖｎの差分演算が行なわれ、ノイズ成分であるリセット信号が除去されたノイズ成分のない信号ｖｓが出力される。しかし、増幅用ＭＯＳトランジスタの入力部は、ｔ１期間はリセットされているはずであるが、非常に強い光による光リ−クにより、ノイズ成分であるノイズ信号ｖｎには、光リ−クノイズ信号ｖｌが加わる（ＶＮ＝ｖｎ＋ｖｌ）。従って、差動アンプから出力される出力信号は、ＶＳ−ＶＮ＝ｖｓ−ｖｌとなり、ｖｌが飽和に達すると出力信号ｖｓ−ｖｌは零になり、非常に明るい被写体であるにも係わらず、画像の黒しずみ現象が発生する。図１５にこの現象の概念図を示す。横軸は、光電変換手段への入射光量、縦軸は光電変換手段で生じた信号レベルを表す。

このように、被写体中に高輝度物体（太陽、ライト等）がある等の撮像条件によって、その部分が黒い画像となり、画質が悪くなる。

上記課題を解決するために、被写体からの光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段からの信号を読み出す読出手段とを含む複数の画素と、読出手段から読み出された信号に含まれるノイズ成分に対して差分処理を行なうための差分手段と、撮像条件を検出する検出手段と、検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なう補正手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。

また、被写体からの光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段からの信号を読み出す読出手段とを含む複数の画素と、読出手段から読み出された信号に含まれるノイズ成分に対して差分処理を行なうための差分手段と、撮像条件を検出する検出手段と、検出手段の出力に応じて前記差分手段を制御する補正手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。

また、被写体からの光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段からの信号を読み出す読出手段とを含む画素と、読出手段から読み出された信号に含まれるノイズ成分を差分演算するための差分手段と、画素内で生じるノイズの信号レベルを検出する検出手段と、検出手段に応じて読出手段から読み出された信号の補正を行なう補正手段とを有する撮像装置を提供する。

上記構成により、静止画モード時には、第１の領域の画像データを読み出して取り込み、動画モード時には、撮像手段から第１の領域よりも少ない画素数の画像データを読み出して取り込むという、どちらでも操作者が希望するモードで被写体を撮影することができる。

本発明では、撮像している被写体条件に係わらず良質な画像を得ることが可能となる。

以下、実施例を用いて、本発明の実施の形態について述べる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態を表す固体撮像装置１００である。

図１において、１０は図１２で示した画素６が水平方向及び垂直方向に複数配列して構成された部分であり、画素は図１２で説明したように光電変換手段であるフォトダイ−ド１、フォトダイオ−ドからの信号を増幅して出力する読出手段である増幅用ＭＯＳトランジスタ２、フォトダイオ−ド１の信号を増幅用ＭＯＳトランジスタ２に転送する転送手段である転送用ＭＯＳトランジスタ３、増幅用ＭＯＳトランジスタの入力部にリセット電位を供給するためのリセット手段であるリセット用ＭＯＳトランジスタ、増幅用ＭＯＳトランジスタ２からの信号を選択的に出力されるための選択手段である選択用ＭＯＳトランジスタ５から構成されている。１１は水平方向の一行の画素からの信号を、順次一行毎に出力させる垂直シフトレジスタ、８は画素内の増幅用ＭＯＳトランジスタ２から出力されたフォトダイオ−ド１によって光電変換されることによって生じた信号ｖｓとノイズ成分であるリセット信号ｖｎとが加わった信号ＶＳが蓄積されるＳメモリ、７はノイズ成分であるリセット信号ｖｎと光リ−クノイズ信号ｖｌが加わった信号ＶＮを蓄積するＮメモリ、１２はＳメモリ８及びＮメモリ７に蓄積されている信号を１行毎に出力させる水平シフトレジスタ、１３は、Ｓメモリ８及びＮメモリ７のそれぞれから出力された信号ＶＳ、ＶＮを増幅するアンプである。９はアンプ１３から出力された信号ＶＳからノイズ成分を差分するために、信号ＶＳと信号ＶＮの差分演算を行なう差分手段である差動アンプ，１４は撮像している被写体の被写体条件等を含む撮像条件を検出するための検出手段であるレベル検知回路、１５はレベル検知回路１４の出力に応じて、差分処理を行なうことに対して補正（差分演算を行なうこと又は行なわないことを選択的に切り替えること）を行なうための補正手段であるスイッチである。ここで、スイッチ１５はレベル検知回路の出力に応じて、スイッチが開かれた場合には、差動アンプには信号ＶＮが出力されず差動アンプからは、差分処理されていない信号ＶＳが出力されることになる。１６は、差動アンプから出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、１７は撮像領域１０、Ａ／Ｄ変換回路１６のタイミングを制御するタイミングジェネレ−タである。

次に、レベル検知回路１４、スイッチ１５の動作について詳細に説明する。図２は、横軸がフォトダイオ−ド１への入射光量、縦軸がフォトダイオ−ドで発生した信号レベルをあらわした図である。フォトダイオ−ドで発生した信号ｖｓは、光量Ｂで飽和し、光リ−クノイズｖｌは光量Ｃ付近で徐々に大きな信号レベルとなっており、光量がＣ以上の場合に、差分処理を行なった場合には黒しずみ現象が起こることがわかる。

従って、レベル検知回路１４によって少なくともフォトダイオ−ドで発生した信号ｖｓが飽和したこと又は光リ−クノイズ信号ｖｌが所定レベル以上発生したことを検知し、それらが検知された場合にはスイッチ１５を開くことにより、差分処理を中止することにより黒しずみ現象は発生しない。差分処理をされなかった信号は、ノイズ成分を含んだものであるが、飽和信号として取り扱う（また、Ｋｎｅｅ処理により圧縮する）ために問題はない。

ここで、飽和信号として検出するのは、完全に飽和する信号レベルよりも若干小さいレベルであるレベルＶＡ以上の信号としている。本実施の形態では、レベル検知回路はＳメモリ８から出力された信号ＶＳの信号レベルがＶＡ以上であるか否かを検出することによりフォトダイオ−ドの飽和を、またはＮメモリ７から出力された信号ＶＮが信号レベルＶＢ以上であるか否かを検出することにより光リ−クノイズ信号ｖｌが所定レベル以上発生したことを検出している。

このように、レベル検知回路１４で信号ＶＳがＶＡ以上又は信号ＶＮがＶＢ以上であることが検知された場合に、差分処理を行なわないようにすることによって黒しずみのない画像を得ることができる。本実施の形態では、検知手段として上述で説明したようなレベル検知回路１４を示したが、撮像条件を検出できるものであればよく、また、アンプ１３の後段に設けなくても、例えば画素内等であってもよい。

また、本実施の形態では、補正手段として差分処理を行なわないようにするスイッチ１５を示したが、検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なうものであればよく、補正手段の場所も例えば撮像領域内１０等であっても良い。また、Ｎメモリ７の入力あるいは出力の転送を停止したり、画素６からノイズ信号の転送を停止したりする等であってもよい。

また、固体撮像装置１００内の構成を全てＣＭＯＳプロセス等によって同一半導体基板内に形成してもよいし、また、例えばＡ／Ｄ変換回路１６やタイミングジェネレ−タを別の半導体基板に形成してもよい。

さらにまた、本実施の形態の固体撮像装置の画素は２次元状に配列されたエリアセンサ−であっても、１次元状に配列されたラインセンサ−であってもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について説明する。図３は、第２の実施の形態を表す固体撮像装置１００の一部分を示した図である。図３で省略されているアンプ１３の前段は、第１の実施の形態で説明したものと同じである。

ここで、メモリ１８はＡ／Ｄ変換回路１６からの信号を蓄積するメモリであり、補正手段である変換回路１９は、検出手段である検知回路からの出力に応じて、差分処理を行なうことに対する補正を行なう（差分処理された信号を所定の信号レベルの信号に変換する）。また、検知手段であるレベル検知回路は第１の実施の形態と同じ方法で、撮像している被写体の被写体条件等を含む撮像条件の検出を行なっている。

本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、レベル検知回路で信号ＶＳがＶＡ以上又は信号ＶＮがＶＢ以上であることが検出された信号であっても、差分手段である差動アンプ９で差分処理（ＶＳ−ＶＮ）が行われ、Ａ／Ｄ変換回路１６でディジタル信号に変換され、メモリ１８に記憶される。そして、そのメモリ１８から信号を読み出す時に、レベル検知回路で信号ＶＳがＶＡ以上又は信号ＶＮがＶＢ以上であることが検出された信号に対しては、メモリ１８からその信号を読み出す時に、変換回路１９がその信号を所定レベルの信号（例えば信号レベルＶＡ）に変換する。あるいは又、レベル検知回路１４の飽和検知信号でＡ／Ｄ変換回路１６のディジタル信号を飽和デ−タに変換してもよい。

つまり、レベル検知回路１４で信号ＶＳがＶＡ以上又は信号ＶＮがＶＢ以上であることが検知された場合に変換回路１９を動作させることによって、黒しずみのない画像を得ることができる。

本実施の形態では、検知手段として上述で説明したようなレベル検知回路１４を示したが、撮像条件を検出できるものであればよく、また、アンプ１３の後段に設けなくても、例えば画素内等であってもよい。

また、本実施の形態では、補正手段としてメモリから読み出す時に、所定のレベルを持つ信号レベルと変換する構成を示したが、その他のものであっても検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なうものであればよく、補正手段の場所も例えば撮像領域内１０等であっても良い。

また、固体撮像装置１００内の構成を全てＣＭＯＳプロセス等によって同一半導体基板内に形成してもよいし、また、例えばＡ／Ｄ変換回路１６やタイミングジェネレ−タを別の半導体基板に形成してもよい。

さらにまた、本実施の形態の固体撮像装置の画素は２次元状に配列されたエリアセンサ−であっても、１次元状に配列されたラインセンサ−であってもよい。

図４は画素断面を示す図であるが、光リ−クを防ぐために遮光を徹底的に行なっている。図４において、ｎ型半導体領域である領域２０と、ｐ型半導体領域である領域２１でフォトダイオ−ドを構成（図の１に相当）し、ｎ型半導体領域である領域２３は、増幅用ＭＯＳトランジスタの入力部に相当し、ゲ−ト電極２４は、フォトダイオ−ドを構成している領域２０，２１からの信号を領域２３に転送するはたらきをする。また２５、２６、２７はそれぞれアルミニウムで作られている遮光膜であり、２８は黒部材であり、２５、２６、２７、２８の遮光膜によって光リ−クを防ぐようにしている。

しかしながら上記で説明した第１の実施の形態や、第２の実施の形態の固体撮装置では、遮光は簡単なプロセスで可能となる。つまり、黒部材２８は不必要となり、遮光膜２７も遮光膜２６をうまく利用することにより除去することができる。部材や遮光膜２７を除去することにより、フォトダイオ−ドとマイクロレンズ間の距離が短くでき、マイクロレンズによる集光効率が良くなる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について説明する。

図５は、上述した第１又は第２の実施の形態の固体撮像装置を撮像システムであるビデオカメラに適用した場合の図である。２０１は撮影レンズで焦点調節を行なうためのフォーカスレンズ２０１Ａ、ズーム動作を行なうズームレンズ２０１Ｂ、結像用のレンズ２０１Ｃを備えている。２０２は絞り、１００は撮像面に結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像信号に変換する第１又は第２の実施形態で説明した固体撮像装置、２０５は撮像装置１００から出力された映像信号にガンマ補正、色分離、ブランキング処理等の所定の処理を施すプロセス回路で、輝度信号Ｙおよびクロマ信号Ｃを出力する。プロセス回路２０５から出力されたクロマ信号Ｃは、色信号補正回路２１で、ホワイトバランス及び色バランスの補正がなされ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙとして出力される。また、プロセス回路２０５から出力された輝度信号Ｙと、色信号補正回路２２１から出力された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、エンコーダ回路（ＥＮＣ回路）２２４で変調され、標準テレビジョン信号として出力される。そして、図示しないビデオレコーダ、あるいは電子ビューファインダ等のモニタＥＶＦへと供給される。

次いで、２０６はアイリス制御回路で有り、サンプルホールド回路４から供給される映像信号に基づいてアイリス駆動回路２０７を制御し、映像信号のレベルが所定レベルの一定値となるように、絞り２の開口量を制御すべくｉｇメータを自動制御するものである。

２１３、２１４は、固体撮像装置１００から出力された映像信号中より合焦検出を行なうために必要な高周波成分を抽出する、異なった帯域制限のバンドパスフルタ（ＢＰＦ）である。第一のバンドパスフィルタ２１３（ＢＰＦ１）、及び第二のバンドパスフィルタ２１４（ＢＰＦ２）から出力された信号は、ゲート回路２１５及びフォーカスゲート枠信号で各々でゲートされ、ピーク検出回路２１６でピーク値が検出されてホールドされると共に、論理制御回路２１７に入力される。この信号を焦点電圧と呼び、この焦点電圧によってフォーカスを合わせている。また、２１８はフォーカスレンズ２０１Ａの移動位置を検出するフォーカスエンコーダ、２１９はズームレンズ２０１Ｂの焦点距離を検出するズームエンコーダ、２２０は絞り２０２の開口量を検出するアイリスエンコーダである。これらのエンコーダの検出値は、システムコントロールを行なう論理制御回路２１７へと供給される。

論理制御回路２１７は、設定された合焦検出領域内に相当する映像信号に基づいて、被写体に対する合焦検出を行い焦点調節を行なう。即ち、各々のバンドパスフィルタ２１３、２１４より供給された高周波成分のピーク値情報を取り込み、高周波成分のピーク値が最大となる位置へとフォーカスレンズ２０１Ａを駆動すべくフォーカス駆動回路２０９にフォーカスモータ２１０の回転方向、回転速度、回転／停止等の制御信号を供給し、これを制御する。

本実施の形態において、固体撮像装置１００と、その他のプロセス回路２０５、論理制御回路等を別々の半導体基板に形成してもよいし、それらを例えばＣＭＯＳプロセス等によって同一の半導体基板に形成してもよい。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態について説明する。

図６は、上述した第１又は第２の実施の形態の固体撮像装置を撮像システムであるスチルカメラに適用した場合の図である。

図２において、３０１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、３０２は被写体の光学像を固体撮像装置１００に結像させるレンズ、３０３はレンズ３０２を通った光量を可変するための絞り、１００はレンズ２で結像された被写体を画像信号として取り込むための第１又は第２の実施形態で説明した固体撮像装置、３０７は固体撮像装置１００より出力された画像データに各種の補正を行なったりデータを圧縮したりする信号処理部、３０８は固体撮像装置１００、信号処理部３０７に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、３０９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、３１０は画像データを一時的に記憶する為のメモリ部、３１１は記録媒体に記録または読み出しを行なうためのインターフェース部、３１２は画像データの記録または読み出しを行なう為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、３１３は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。

次に、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３０１がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、更に撮像系回路の電源がオンされる。

それから、露光量を制御する為に、全体制御・演算部３０９は絞り３０３を開放にし、固体撮像装置１００から出力された信号は信号処理部３０７に入力される。そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部３０９で行なう。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３０９は絞りを制御する。

次に、固体撮像装置１００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３０９で行なう。その後、レンズ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時は、再びレンズを駆動し測距を行なう。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１００から出力された画像信号は、信号処理部３０７を通り全体制御・演算部３０９によりメモリ部に書き込まれる。

その後、メモリ部３１０に蓄積されたデータは、全体制御・演算部３０９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３１２に記録される。

また、外部Ｉ／Ｆ部３１３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。

（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態について説明する。

図７、８は、第１又は第２の固体撮像装置を撮像システムであるシートフィード式の原稿画像記録装置に適用した場合の図である。

図７は、原稿画像を読み取る原稿画像読取装置の概略図である。４０１は、密着型のイメージセンサ（以下“ＣＩＳ”とも呼ぶ）であり、第１の実施の形態で説明した固体撮像装置１００、セルフォックレンズ４０３、ＬＥＤアレイ４０４及びコンタクトガラス４０５から構成されている。搬送ローラ４０６は、ＣＩＳ４０１の前後に配置されており、原稿を配置させるために使用される。コンタクトシート４０７は、原稿をＣＩＳ４０１に接触させる為に使用される。４１０は、制御回路であり、ＣＩＳ１からの信号の処理を行なう。

原稿検知レバー４０８は、原稿が差し込まれたことを検知するためのレバーであり、原稿が差し込まれたことを検知すると、原稿検知レバー４０８が傾くことにより、原稿検知センサー４０９の出力が変化することにより、その状態を制御回路４１０内のＣＰＵ５１５に伝達することにより、原稿が差し込まれたと判断して、原稿搬送ローラ４０６駆動用モータ（図示せず）を駆動させることにより、原稿搬送を開始させ読み取り動作を行なう。

図８は、図７の制御回路４１０を詳細に説明するための電気的構成を示すブロック図である。以下に図８を用いて、その回路動作を説明する。図８において、４０１はイメージセンサ（図７のＣＩＳ４０１）であり、光源である各色Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ４０４も一体化されており、ＣＩＳ１のコンタクトガラス４０５上を原稿を搬送させながら、ＬＥＤ制御（ドライブ）回路５０３にて１ライン毎に各色Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ４０４を切り替えて点灯させることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ線順次のカラー画像を読み取ることが可能である。

シェーディングＲＡＭ５０６は、キャリブレーション用のシートを予め読み取ることにより、シェーディング補正用のデータが記憶されており、シェーディング補正回路５０７は、前記シェーディングＲＡＭ５０６のデータに基づいて読み取られた画像信号のシェーディング補正を行なう。ピーク検知回路５０８は、読み取られた画像データにおけるピーク値を、ライン毎に検知する回路であり、原稿の先端を検知する為に使用される。

ガンマ変換回路５０９は、ホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従って読み取られた画像データのガンマ変換を行なう。

バッファＲＡＭ５１０は、実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せる為に、画像データを１次的に記憶させるためのＲＡＭであり、パッキング／バッファＲＡＭ制御回路５１１は、ホストコンピュータより予め設定された画像出力モード（２値、４ビット多値、８ビット多値、２４ビット多値）に従ったパッキング処理を行った後に、そのデータをバッファＲＡＭ５１０に書き込む処理と、インターフェース回路５１２にバッファＲＡＭ５１０から画像データを読み込んで出力させる。

インターフェース回路５１２は、パーソナルコンピュータなどの本実施の形態に係る画像読み取り装置のホスト装置となる外部装置との間でコントロール信号の受容や画像信号の出力を行なう。

５１５は、例えばマイクロコンピュータ形態のＣＰＵで有り、処理手順を格納したＲＯＭ２１５Ａ及び作業用のＲＡＭ２１５Ｂを有し、ＲＯＭ２１５Ａに格納された手順に従って、各部の制御を行なう。

５１６は、例えば水晶発振器、５１４は、ＣＰＵ５１５の設定に応じて発振器５１６の出力を分周して動作の基準となる各種タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路である。５１３は、インターフェース回路５１２を介して制御回路と接続される外部装置であり、外部装置の一例としてはパーソナルコンピュータ等が挙げられる。

本実施の形態では、固体撮像装置１００と制御回路４１０は別々の半導体基板に形成してもよいし、それらを例えばＣＭＯＳプロセス等によって同一の半導体基板内に形成してもよい。

（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態について説明する。

図９、１０は、上述の第１又は第２で説明した固体撮像装置を撮像システムである通信機能等を有する原稿画像読み取り装置に適用した場合の図ある。

図９は、画像読取装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。図９において、リーダ部６０１は、不図示の原稿画像を読み取り、その原稿画像に応じた画像データをプリンタ部６０２及び画像入出力制御部６０３へ出力する。プリンタ部２は、リーダ部６０１及び画像入出力制御部６０３からの画像データに応じた画像を記録紙上に記録する。

画像入出力制御部６０３は、リーダ部６０１に接続されており、ファクシミリ部６０４、ファイル部６０５、コンピュータインターフェース部６０７、フォーマッタ部６０８、イメージメモリ部６０９、コア部６１０等からなる。これらの内、ファクシミリ部６０４は、電話回線６１３を介して受信した圧縮画像データを伸長した画像データをコア部６１０へ転送し、またコア部６１０から転送された画像データを圧縮した圧縮画像データを電話回線６１３を介して送信する。このファクシミリ部６０４にはハードディスク６１２が接続されており、受信した圧縮画像データを一時的に保存することができる。

ファイル部６０５には光磁気ディスクドライブユニット６０６が接続されており、ファイル部６０５は、コア部６１０から転送された画像データを圧縮し、その画像データをそれを検索する為のキーワードとともに光磁気ディスクドライブユニット６０６にセットされた光磁気ディスクに記憶させる。また、ファイル部５は、コア部６１０を介して転送されたキーワードに基づいて、光磁気ディスクに記憶されている圧縮画像データを検索する。そして、検索された圧縮画像データを読み出して伸長し、伸長された画像データをコア部６１０へ転送する。

コンピュータインターフェース部６０７は、パーソナルコンピュータ又はワークステーション（ＰＣ／ＷＳ）６１１とコア部６１０との間のインターフェースである。

また、フォーマッタ部６０８は、ＰＣ／ＷＳ１１から転送された画像を表わすコードデータをプリンタ部６０２で記録できる画像データに展開するものであり、イメージメモリ部６０９は、ＰＣ／ＷＳ６１１から転送されたデータを一時的に記憶するものである。コア部６１０は、リーダ部６０１、ファクシミリ部６０４、ファイル部６０５、コンピュータインターフェース部６０７、フォーマッタ部６０８、イメージメモリ部６０９のそれぞれの間のデータの流れを制御する。図１０は、図９のリーダ部６０１及びプリンタ部６０２の断面構成を示す図である。

図１０において、リーダ部６０１の原稿給送装置７０１は、不図示の原稿を最終ページから順に１枚ずつプラテンガラス７０２上ヘ給送し、原稿の読み取り動作終了後、プラテンガラス７０２上の原稿を排出するものである。また、原稿がプラテンガラス７０２上ヘ搬送されると、ランプ７０３を点灯し、スキャナユニット７０４の移動を開始させて、原稿を露光走査する。

この露光走査による原稿からの反射光は、ミラー１０５、１０６、１０７及びレンズ７０８によって、上述した第１又は第２の実施の形態の固体撮像装置１０へ導かれる。このように、走査された原稿の画像は固体撮像装置１００によって読み取られる。この固体撮像装置１００から出力される画像データは、シェーディング補正等の処理が施された後、プリンタ部６０２又はコア部６１０へ転送される。

プリンタ部６０２のレーザドライバ８２１は、レーザ発光部８０１を駆動し、リーダ部６０１から出力された画像データに応じたレーザ光をレーザ発光部８０１により発光させる。

このレーザ光は感光ドラム８０２の異なる位置に照射され、感光ドラム８０２にはこれらのレーザ光に応じた潜像が形成される。

この感光ドラム８０２の潜像の部分には、現像機８０３によって現像剤が付着される。

そして、レーザ光照射開始と同期したタイミングで、カセット８０４及びカセット８０５のいずれかから記録し給紙し、それを転写部８０６へ搬送し、感光ドラム８０２に付着現像材をこの記録紙上に転写する。現像材の乗った記録紙は定着部８０７に搬送され、定着部８０７における熱と圧力により現像材が記録紙上に定着される。

定着部８０７を通過した記録紙は排出ローラ８０８によって排出され、ソータ８２０は排出された記録紙をそれぞれのピンに収納して記録紙の仕分けを行なう。尚、ソータ８２０は、仕分けが設定されていない場合には、排出ローラ８０８まで記録紙を搬送した後、排出ローラ８０８の回転方向を逆転させ、フラッパ８０９によってそれを再給紙搬送路８１０へ導く。

また、多重記録が設定されていない場合には、記録紙を排出ローラ８０８まで搬送しないように、フラッパ８０９によってそれを再給紙搬送路８１０へ導く。再給紙搬送路８１０へ導かれた記録紙は上述したタイミングと同じタイミングで転写部８０６へ給紙される。

（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態について説明する。

図１１は、上述した第１又は第２の固体撮像装置を用いた、例えば第３の実施形態のビデオカメラ等を有する撮像システムであるカメラ制御システムについての図である。

本実施の形態では、第３の実施の形態のビデオカメラに限らず、第４の実施の形態のスチルカメラであってもよい。

図１１は、カメラ制御システムを示す概略構成ブロック図である。

９１０は映像データおよびカメラ制御情報（ステータス情報も含む）をデジタル伝送するネットワークであり、ｎ台の映像送信端末９１２（９１２−１〜９１２−ｎ）が接続している。

各映像送信端末９１２（９１２−１〜９１２−ｎ）には、カメラ制御装置９１４（９１４−１〜９１４−ｎ）を介してカメラ９１６（９１６−１〜９１６−ｎ）が接続されている。カメラ制御装置９１４（９１４−１〜９１４−ｎ）は、映像送信端末９１２、ビデオカメラ９１６（９１６−１〜９１６−ｎ）からの制御信号に従い、接続するビデオカメラ９１６（９１６−１〜９１６−ｎ）のパン、チルト、ズーム、フォーカス及び絞りなどを制御する。

また、ビデオカメラ９１６（９１６−１〜９１６−ｎ）は、カメラ制御装置９１４（９１４−１〜９１４−ｎ）から電源が供給されており、カメラ制御装置１４（１４−１〜１４−ｎ）は、外部からの制御信号に従い、ビデオカメラ９１６（９１６−１〜９１６−ｎ）の電源のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

また、ネットワーク９１０には、映像送信端末９１２（９１２−１〜９１２−ｎ）からネットワーク９１０に送出された映像情報を受信し、表示する映像受信端末９１８（９１８−１〜９１８−ｍ）が接続されている。各映像受信端末９１８（９１８−１〜９１８−ｍ）には、ビットマップディスプレイあるいはＣＲＴなどで構成されるモニタ２０（２０−１〜２０−ｍ）が接続されている。

ここで、ネットワーク９１０は、有線である必要はなく、無線ＬＡＮ装置などを利用した無線ネットワークでもよい。この場合、映像受信端末９１８は、モニタ９２０と一体化して携帯型の映像受信端末装置とすることができる。

映像送信端末９１２（９１２−１〜９１２−ｎ）は、接続するカメラ９１６（９１６−１〜９１６−ｎ）の出力映像信号をＨ．２６１などの所定の圧縮方式で圧縮し、ネットワーク９１０を介して、映像要求元の映像受信端末９１８またはすべての映像受信端末９１８に送信する。

映像受信端末９１８は、ネットワーク９１０、映像送信端末９１２及びカメラ制御装置９１４を介して任意のカメラ９１６の種々のパラメータ（撮影方位、撮影倍率、フォーカス及び絞りなど）とともに、電力供給のＯＮ／ＯＦＦ制御が可能である。

ここで、映像送信端末９１２は、モニタを接続し、圧縮映像を伸長する映像伸長装置を設けることで、映像受信端末として兼用することができる。一方、映像受信端末９１８は、カメラ制御装置９１４およびビデオカメラ９１６を接続し、映像圧縮装置を設けることで、映像送信端末として兼用することができる。これらの端末には、映像送信または映像受信に必要なソフトウエアを記録するＲＯＭが備えられている。

以上の構成によって、映像送信端末９１２は、ネットワーク９１０を経由して遠隔地の映像受信端末１８に映像信号を伝送するとともに、映像受信端末９１８から伝送されるカメラ制御信号を受けて、カメラ１６のパン、チルトなどの制御を実行する。

また、映像受信端末９１８は、映像送信端末９１２にカメラ制御信号を発信し、カメラ制御信号を受信した映像送信端末９１２は、そのカメラ制御信号の内容に応じてカメラ９１６を制御するとともに、そのカメラ９１６の現在の状態を返送する。

映像受信端末９１８は、映像送信端末９１２から送られてくる映像データを受信し、所定の処理を施してモニタ９２００の表示画面上に撮影映像をリアルタイムに表示する。

第１の実施の形態の固体撮像装置の図である。 第１又は第２の実施の形態を説明するための図である。 第２の実施の形態の固体撮像装置の図である。 画素の構成を示す図である。 第３の実施の形態の撮像システムの図である。 第４の実施の形態の撮像システムの図である。 第５の実施の形態の撮像システムの図である。 第５の実施の形態の撮像システムの図である。 第６の実施の形態の撮像システムの図である。 第６の実施の形態の撮像システムの図である。 第７の実施の形態の撮像システムの図である。 画素の等価回路を示す図である。 従来の固体撮像装置を示す図である。 図１３の固体撮像装置のタイミングチャ−トを示す図である。 従来例を説明するための図である。

符号の説明

６ 画素
９ 差動アンプ
１０ 撮像領域
１４ レベル検知回路
１５ スイッチ
１６ Ａ／Ｄ変換回路
１９ 変換回路
１００ 固体撮像装置

Claims (7)

1. 被写体からの光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段からの信号を読み出す読出手段とを含む複数の画素と、
   前記読出手段から読み出された信号に含まれるノイズ成分に対して差分処理を行なうための差分手段と、
   撮像条件を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なう補正手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記検出手段は、前記光電変換手段によって生成された信号の信号レベルが所定値以上であることを検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記検出手段は、前記画素内で生じるノイズの信号レベルが所定値以上であること検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記補正手段は、前記差分手段において差分演算を行なわないように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記補正手段は、前記差分手段から出力された信号を所定値の信号レベルの信号と置き換えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 請求項１乃至請求項５に記載の固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置から出力された信号に対して色補正を行なう色補正手段と、
   前記固体撮像装置及び前記色補正手段とを制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像システム。
7. 請求項１乃至請求項５に記載の固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置に光を照射するＬＥＤアレイと、
   原稿を搬送する原稿搬送手段とを有することを特徴とする撮像システム。

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