JP2012044307A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光電変換部と、光電変換部の電荷を浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタと、浮遊拡散領域に保持された電荷に応じた画素信号を出力する増幅トランジスタと、浮遊拡散領域に保持された電荷をリセットするリセットトランジスタと、を有する複数の画素が行列状に配置された画素アレイと、露光前にリセットトランジスタをオフに制御して、画素アレイの一部の行から画素信号を読み出す第1の読み出し制御と、露光後に画素アレイから画素信号を読み出す第2の読み出し制御と、を切り替えて読み出す読み出し制御部とで構成される撮像部と、第1の読み出し制御により読み出された画素信号に基づいて、第2の読み出し制御により読み出された画素信号を補正する補正部とを備える。
【選択図】図11
Description
図1において、電子カメラ100は、光学系101と、メカニカルシャッタ102と、固体撮像素子103と、AFE(アナログフロントエンド)104と、切換部105と、ラインメモリ106と、補正データ算出部107と、減算部108と、画像バッファ109と、画像処理部110と、制御部111と、メモリ112と、操作部113と、表示部114と、メモリカードI/F115とで構成される。
次に、固体撮像素子103の構成について説明する。図3は、固体撮像素子103の構成例を示すブロック図である。図3において、固体撮像素子103は、複数の画素Pxからなる画素アレイ151と、垂直駆動回路152と、垂直信号線VLINEと、画素電流源Pwと、カラムアンプCampと、CDS回路153と、水平出力回路154と、水平駆動回路155と、出力アンプAMPoutとで構成される。ここで、各符号に(n,m)や(n)および(m)を付加して記載する場合は特定の画素や行または列を示すものとする。尚、図3において、画素Px(n,m)は各画素の座標を示し、nは1から(N+4)の整数、mは1から4の整数である。例えばPx(2,1)は2行1列目の画素を示し、VLINE(3)は3列目の垂直信号線を示し、TX(N+2)は(N+2)行目の転送信号TXを示す。また、各符号に(_)を付さない場合、例えば画素Pxと表記した場合は全画素に共通であることを示し、垂直信号線VLINEと表記した場合は全ての垂直信号線に共通であることを示す。
次に、固定パターンノイズ成分やダークシェーディング成分などの水平方向に固有のノイズ成分を除去するための補正データについて説明する。図5は、補正処理を説明するための図である。図5において、画像201は、水平方向のノイズ成分を除去しない(補正なし)場合の例を示している。補正前の画像201には、水平方向に白色や黒色の縦スジや画面中央付近から左右両端に向かって徐々に黒くなるダークシェーディングが現れている。このような水平方向のノイズ成分は、メカニカルシャッタ102が閉じている遮光時に固体撮像素子103から読み出す遮光データと露光後に固体撮像素子103から読み出す露光データの両方に同じように含まれている。そこで、露光前に予め設定した特定の行から読み出した遮光データを用いて、水平方向の固有のノイズ特性を示す補正データ250を作成する。そして、露光後に固体撮像素子103から読み出す露光データから補正データ250を減算する。これにより、露光データに含まれる補正データ250と同じ特性の水平方向のノイズ成分が除去され、高画質な補正後の画像202が得られる。尚、図5では、一様な明るさの光が固体撮像素子103の全面に入射しているものとする。
タイミングT1において、選択信号SELがHighになって選択トランジスタTselがオンすると、浮遊拡散領域FDの電圧Vfdが増幅トランジスタTampおよび選択トランジスタTselを介して垂直信号線VLINEに読み出される。
補正データ取得期間に続いて、図6に示したように固体撮像素子103の各画素のフォトダイオードPDに光が入射される光量に応じた電荷が蓄積される(露光)。そして、図7に示す画像データ取得期間が開始される。尚、ここでは特徴がわかりやすいように、入射光の明るさ画素アレイ151の全面に対して一様であるものとする。
図11は、図7と同様に補正データを作成するための遮光データを読み出す行((N+1)行)に対応する本実施形態における補正データ取得期間および画像データ取得期間のタイミングチャートである。尚、図11において、図7と同じ符号は同じものを示す。例えば転送信号TX、リセット信号FDRST、選択信号SEL,ダーク用サンプルホールド信号DARK_S/H、シグナル用サンプルホールド信号SIGNAL_S/H、水平出力信号GH1からGH4は、画像データ取得期間のタイミングT20からT40において、図7と同じタイミングである。同様に、補正データ取得期間における選択信号SEL,ダーク用サンプルホールド信号DARK_S/H、シグナル用サンプルホールド信号SIGNAL_S/H、水平出力信号GH1からGH4は、補正データ取得期間のタイミングT1,T4,T5およびT8からT13において、図7と同じタイミングである。図7と異なるのは、補正データ取得期間において、転送信号TXおよびリセット信号FDRSTが出力されないことである。このため、補正データ取得期間において、転送トランジスタTtxおよびリセットトランジスタTrstはオフの状態が維持される。
Claims (4)
- 光量に応じた電荷を蓄積する光電変換部と、前記電荷を浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタと、前記浮遊拡散領域に保持された電荷に応じた画素信号を出力する増幅トランジスタと、前記浮遊拡散領域に保持された電荷をリセットするリセットトランジスタと、を有する複数の画素が行列状に配置された画素アレイと、露光前に前記リセットトランジスタをオフに制御して、前記画素アレイの一部の行から前記画素信号を読み出す第1の読み出し制御と、露光後に前記画素アレイから前記画素信号を読み出す第2の読み出し制御と、を切り替えて読み出す読み出し制御部とにより構成される撮像部と、
前記第1の読み出し制御により読み出された画素信号に基づいて、前記第2の読み出し制御により読み出された画素信号を補正する補正部と、
を備えるを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記第1の読み出し制御は、前記転送トランジスタをオフに制御して、前記画素アレイの一部の行から前記画素信号を読み出すことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記第1の読み出し制御は、前記画素信号を読み出さない行の前記リセットトランジスタをオフに制御することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第1の読み出し制御は、前記画素アレイの中央部に位置する行の前記画素信号を読み出すことを特徴とする撮像装置。
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