JP2880026B2 - CCD imaging device and driving method thereof - Google Patents

CCD imaging device and driving method thereof

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JP2880026B2
JP2880026B2 JP4230568A JP23056892A JP2880026B2 JP 2880026 B2 JP2880026 B2 JP 2880026B2 JP 4230568 A JP4230568 A JP 4230568A JP 23056892 A JP23056892 A JP 23056892A JP 2880026 B2 JP2880026 B2 JP 2880026B2
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transfer path
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和也 小田
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、撮像装置に関し、特に
多数の画素を行列状に配置し、画像信号を電荷結合デバ
イスCCDで転送するCCD撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging device, and more particularly to a CCD imaging device in which a large number of pixels are arranged in a matrix and image signals are transferred by a charge-coupled device (CCD).

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像装置として、CCD転送方式の
ものが知られており、電子カメラ、複写機、その他の映
像機器に利用されている。多数のホトダイオードを垂
直、水平方向に配列し、画素行列を形成する。さらに、
各ホトダイオード列に隣接して垂直電荷転送路(VCC
D)を形成し、各VCCDの終端に隣接して水平電荷転
送路(HCCD)を形成する。
2. Description of the Related Art As a solid-state imaging device, a CCD transfer system is known, and is used in electronic cameras, copying machines, and other video equipment. A large number of photodiodes are vertically and horizontally arranged to form a pixel matrix. further,
A vertical charge transfer path (VCC) adjacent to each photodiode row
D), and a horizontal charge transfer path (HCCD) is formed adjacent to the end of each VCCD.

【0003】このような固体撮像装置を用いた電子スチ
ルカメラ等において、全ホトダイオード(PD)を同時
に露光し、独立に信号を読みだしたいという要求があ
る。ホトダイオードに蓄積した電荷を同時に読み出し、
転送するためには、通常1画素または1行につき3相以
上の転送パルスが必要である。1画素当たり3相以上の
転送パルスを実現するには、CCDに1画素当たり3電
極以上が必要であり、微細化の面から不利な条件とな
る。
In an electronic still camera or the like using such a solid-state imaging device, there is a demand that all photodiodes (PDs) be exposed at the same time and signals be read independently. Simultaneously read out the charge accumulated in the photodiode,
In order to perform the transfer, three or more transfer pulses are usually required for one pixel or one row. In order to realize transfer pulses of three or more phases per pixel, the CCD needs three or more electrodes per pixel, which is disadvantageous in terms of miniaturization.

【0004】1電極の下にウェル部とバリア部とを形成
し、2相駆動を行なうことも考えられるが、ウェル部と
バリア部とを形成するプロセス工程においてセルフアラ
インが使用できない等の問題も生じる。
It is conceivable to form a well portion and a barrier portion under one electrode and perform two-phase driving. However, there is also a problem that a self-alignment cannot be used in a process for forming the well portion and the barrier portion. Occurs.

【0005】これらの欠点を持たない転送方式として、
アコーディオン転送方式が提案されている(PHILI
PS TECHNICAL REVIEW VOL.4
3,No.1/2,1986, A.J.P.Theu
wissenおよびC.H.L.Weijtens)。
[0005] As a transfer method that does not have these disadvantages,
An accordion transfer method has been proposed (PHILI
PS TECHNICAL REVIEW VOL. 4
3, No. 1 / 2,1986, A. J. P. Theu
Wissen and C.I. H. L. Weijtens).

【0006】アコーディオン転送方式においては、1画
素ないしは1行当たり2電極というIT(インターライ
ントランスファ)CCD、FT(フレームトランスフ
ァ)CCD、FIT(フレームインターライントランス
ファ)CCD等と同じ電極数で、かつ全画素同時読み出
しが可能であり、基板抜き等の電子シャッターを用いて
同時刻露光の電子シャッターが可能である。
In the accordion transfer system, the number of electrodes is the same as that of an IT (interline transfer) CCD, FT (frame transfer) CCD, FIT (frame interline transfer) CCD, etc., with two electrodes per pixel or two rows, and all electrodes are used. Simultaneous readout of pixels is possible, and an electronic shutter for exposure at the same time using an electronic shutter for removing a substrate or the like is possible.

【0007】図7に、アコーディオン転送方式を示す。
図7(A)は、時間の経過と共に転送路の電極下のポテ
ンシャルがどのように変化するかを示すポテンシャルダ
イヤグラムである。図7(B)は、アコーディオン転送
方式により、電荷がどのように移動するかを示す概念的
平面図である。
FIG. 7 shows an accordion transfer system.
FIG. 7A is a potential diagram showing how the potential under the electrode of the transfer path changes with time. FIG. 7B is a conceptual plan view showing how charges move by the accordion transfer method.

【0008】図7(A)において、転送路の電極は、奇
数番めの電極Odと偶数番めの電極Evに分類される。
これら各電極の下に電荷転送路のウェルまたはバリアが
形成される。電荷転送路内の電子エネルギを実線の折線
で模式的に示す。高さが電子エネルギを示す。
In FIG. 7A, the electrodes of the transfer path are classified into odd-numbered electrodes Od and even-numbered electrodes Ev.
A well or barrier of a charge transfer path is formed below each of these electrodes. The electron energy in the charge transfer path is schematically shown by a solid broken line. Height indicates electron energy.

【0009】まず、奇数番めの電極の下の電子エネルギ
が下げられ、電位井戸が形成され、電荷qa、qb、q
cが蓄積される。この状態のままで、電位井戸と電位井
戸との間に配置される電位障壁を低くすると、電荷混合
が生じてしまう。
First, the electron energy under the odd-numbered electrodes is reduced, a potential well is formed, and charges qa, qb, q
c is accumulated. If the potential barrier disposed between the potential wells is lowered in this state, charge mixing occurs.

【0010】そこで、まず最も右側の偶数番めの電極の
下の電子エネルギを下げ、電位井戸を2電極分に引き延
ばす。すると、電荷qaは右側に1電極分広がって分布
する。次に電荷qaを蓄積した電位井戸の左側部分の電
子エネルギを上げ、同時に右側の電位障壁部分の電子エ
ネルギを下げると電荷qaは2電極分に分布したまま右
側に1電極分移動する。
Therefore, first, the electron energy below the rightmost even-numbered electrode is reduced, and the potential well is extended to two electrodes. Then, the electric charge qa is distributed on the right side by one electrode. Next, when the electron energy in the left portion of the potential well storing the charge qa is increased and the electron energy in the right potential barrier portion is decreased at the same time, the charge qa moves to the right by one electrode while being distributed over two electrodes.

【0011】すると、電荷qaとqbの間に2電極分の
電位障壁が形成される。その後順次電荷qaの左側部分
の電子エネルギを上げ、右側部分の電子エネルギを下げ
ることによって電荷qaは順次右側に転送される。
Then, a potential barrier for two electrodes is formed between the charges qa and qb. Thereafter, the charge qa is sequentially transferred to the right by sequentially increasing the electron energy in the left portion of the charge qa and decreasing the electron energy in the right portion.

【0012】また、電荷qaとqbの間に2電極分の電
位障壁が生じたとき、次のタイミングで電荷qbの右側
の電位障壁の電子エネルギを下げると、電荷qbは2電
極分に広がって分布するようになる。
When a potential barrier corresponding to two electrodes is generated between the charges qa and qb, if the electron energy of the potential barrier on the right side of the charge qb is reduced at the next timing, the charge qb spreads over the two electrodes. Will be distributed.

【0013】この時、電荷qaとqbの間には少なくと
も1電極分、通常2電極分の電位障壁が存在するため、
電荷混合は生じない。このようにして、1電極おきに蓄
積された電荷を2倍のピッチに引き延ばして分布させる
ことにより、電荷転送が可能となる。
At this time, a potential barrier for at least one electrode, usually two electrodes exists between the charges qa and qb.
No charge mixing occurs. In this manner, by transferring the electric charges accumulated in every other electrode to a double pitch and distributing them, electric charges can be transferred.

【0014】図7(B)は、このようにして転送される
電荷分布を概略的に示す。図中、横軸は時間経過を示
し、縦軸は転送路の電極を示す。最も左側の状態におい
ては、転送路の上半分に1電極おきに電荷qa、qb、
qc、qdが蓄積されている。これらの電荷のうち、下
側に配置された電荷から順次2電極長の電位井戸と2電
極長の電位障壁を形成しながら、すなわち電荷分布を2
倍に伸長しながら、電荷を下方に転送する。
FIG. 7B schematically shows the distribution of charges transferred in this manner. In the figure, the horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates the electrodes of the transfer path. In the leftmost state, charges qa, qb,
qc and qd are accumulated. Of these charges, a potential well having a length of two electrodes and a potential barrier having a length of two electrodes are sequentially formed from the charges arranged on the lower side.
The charge is transferred downward while extending twice.

【0015】すなわち、転送されているときの電荷は2
電極分に分布し、転送中の電荷と電荷の間には2電極分
の電位障壁が形成されている。このようにして、電荷混
合を防止しつつ、1電極おきに蓄積された電荷を転送す
ることができる。転送が完了した最も右側の状態におい
ては、電荷qa、qb、qc、qdは再び1電極おきに
分布している。
That is, the charge during the transfer is 2
A potential barrier for two electrodes is formed between the charges during the transfer and distributed between the electrodes. In this way, it is possible to transfer the charges accumulated every other electrode while preventing charge mixing. In the rightmost state where the transfer is completed, the electric charges qa, qb, qc, and qd are distributed again every other electrode.

【0016】転送時の電位井戸と電位障壁の発生の様子
が、楽器のアコーディオンの蛇腹部を次第に広げてから
再び閉じていく時の様子に類似しているので、この電荷
転送方式はアコーディオン転送方式と呼ばれる。この方
式では、ホトダイオード1行につき2つの電極で、1行
につき1つの信号を転送できる。
Since the appearance of the potential well and the potential barrier at the time of transfer is similar to the case where the accordion of the musical instrument is gradually widened and then closed again, this charge transfer method is an accordion transfer method. Called. In this method, one signal can be transferred per row with two electrodes per photodiode row.

【0017】本出願人は、ホトダイオード行列と垂直電
荷転送路と水平電荷転送路を含む固体撮像装置におい
て、同様の電荷転送を行なうドミノ型転送方式を提案し
た。ただし、フレーム転送ではなく、垂直電荷転送路V
CCDに読み出した電荷を2倍の長さに引き伸ばしなが
ら水平電荷転送路HCCDに転送する。
The present applicant has proposed a domino type transfer system for performing similar charge transfer in a solid-state imaging device including a photodiode matrix, a vertical charge transfer path, and a horizontal charge transfer path. However, instead of the frame transfer, the vertical charge transfer path V
The charges read to the CCD are transferred to the horizontal charge transfer path HCCD while being stretched to twice the length.

【0018】簡略に言えば、図7(B)の上半分の部分
の駆動方式に対応する。駆動信号もインターライン型C
CDに類似した4相駆動によって転送する。この方式に
おいても、ホトダイオード1行につき1つの信号を転送
できる。
In brief, it corresponds to the driving method of the upper half of FIG. 7B. Drive signal is also interline type C
Data is transferred by four-phase driving similar to CD. Also in this method, one signal can be transferred per photodiode row.

【0019】このように、画像信号の間隔を広げながら
転送すると、電荷分布を広げるための時間が必要であ
る。画像信号が転送路のどこに位置しているかによって
転送路に停止する時間が大幅に異なる。また、転送され
る時間も当然異なる。転送路においては暗電流が発生す
る。従って、転送路に長時間滞在する画像情報に対して
は、より大きな暗電流が付加されることになる。
As described above, when the image signal is transferred while the interval between the image signals is widened, it takes time to widen the charge distribution. The time at which the image signal stops on the transfer path differs greatly depending on where it is located on the transfer path. Also, the transfer time is naturally different. A dark current is generated in the transfer path. Therefore, a larger dark current is added to image information that stays in the transfer path for a long time.

【0020】このような暗電流成分を補正するためにC
CD撮像装置にはオプティカルブラック(OB)と呼ば
れる遮光部分が形成されている。画像情報を取り出すた
めのエリア部と、暗電流成分を取り出すためのOB部と
において、同一の暗電流が発生すれば両者を比較するこ
とによって暗電流成分を較正することができる。
In order to correct such a dark current component, C
A light-shielding portion called optical black (OB) is formed in the CD imaging device. If the same dark current is generated in an area for extracting image information and an OB for extracting a dark current component, the dark current component can be calibrated by comparing the two.

【0021】図8は、このようなOB部の機能を説明す
るための図である。図8(A)は、OB部が理想的な機
能を果す場合を示す。エリア部とOB部において同一の
暗電流が発生する。暗電流により黒レベルに対応するベ
ースラインは持上がるが、エリア部の持上がりとOB部
の持上がりが同一であるため、エリア部の画像信号から
OB部の画像信号を減算することにより、シェーディン
グ成分の較正ができ、真の画像情報のみを取り出すこと
ができる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the function of such an OB section. FIG. 8A shows a case where the OB unit performs an ideal function. The same dark current is generated in the area and the OB. Although the baseline corresponding to the black level is raised by the dark current, the lifting of the OB part is the same as that of the OB part because the lifting of the OB part is the same as the lifting of the OB part. The components can be calibrated, and only true image information can be extracted.

【0022】図8(B)は、このようにして取り出した
画像情報のベースラインを1フィールド内で見たグラフ
である。エリア部で検出した画像信号からOB部の信号
を差し引いた真の画像信号は、垂直走査期間Vの間一定
値に保たれる。
FIG. 8B is a graph in which the baseline of the image information extracted in this manner is viewed in one field. A true image signal obtained by subtracting the signal of the OB part from the image signal detected in the area part is kept at a constant value during the vertical scanning period V.

【0023】ところが、エリア部の画素構造とOB部の
画素構造とは若干異なり、OB部においてはホトダイオ
ードがアルミニウム膜で覆われている。このため、OB
部の容量はエリア部の容量よりも大きく、蓄積される暗
電流成分に差が生じる。
However, the pixel structure in the area part is slightly different from the pixel structure in the OB part. In the OB part, the photodiode is covered with an aluminum film. For this reason, OB
The capacitance of the portion is larger than the capacitance of the area portion, and a difference occurs in the accumulated dark current component.

【0024】図8(C)は、現実に得られる画像信号の
ベースラインを示すグラフである。エリア部のベースラ
インに比較し、OB部のベースラインは低くなってい
る。このため、エリア部の画像信号ベースラインとOB
部のベースラインの間にOB段差が発生している。
FIG. 8C is a graph showing the baseline of the image signal actually obtained. The baseline of the OB section is lower than the baseline of the area section. For this reason, the image signal base line in the area and the OB
An OB step occurs between the base lines of the sections.

【0025】画像信号からOB部の信号を差し引くと、
真の画像信号にOB段差が付加された信号が得られる。
このOB段差は、垂直電荷転送路に画像信号が滞在する
時間が長くなる程大きくなる。
When the signal of the OB section is subtracted from the image signal,
A signal in which an OB step is added to a true image signal is obtained.
The OB step increases as the time during which the image signal stays in the vertical charge transfer path increases.

【0026】図8(D)は、1フィールド内の画像信号
のベースラインの変化を示すグラフである。垂直走査期
間Vの始めに読み出される画像信号は、垂直転送路に留
る時間が少ないためほとんどOB段差を有さない。これ
に対して垂直走査期間の最後に読み出される画像信号
は、垂直電荷転送路に長時間留るため大きなOB段差を
有するようになる。OB段差は時間の経過と共に次第に
増大するため、画像信号のベースラインは破線で示すよ
うな形となる。
FIG. 8D is a graph showing a change in the baseline of the image signal in one field. The image signal read at the beginning of the vertical scanning period V has almost no OB level difference because it stays in the vertical transfer path for a short time. On the other hand, the image signal read at the end of the vertical scanning period has a large OB step because it stays in the vertical charge transfer path for a long time. Since the OB step gradually increases with the passage of time, the baseline of the image signal has a shape as indicated by a broken line.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
CCD撮像装置においては、OB部を設けてもOB段差
が発生し、画像信号の黒レベルが変化してしまう。
As described above,
In a CCD imaging device, even if an OB section is provided, an OB step occurs, and the black level of an image signal changes.

【0028】本発明の目的は、電荷転送路に留る時間が
変化しても、一定な黒レベルを維持することのできるC
CD撮像装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a C circuit capable of maintaining a constant black level even when the time in the charge transfer path changes.
An object of the present invention is to provide a CD imaging device.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明のCCD撮像装置
は、電荷信号を転送するための複数の垂直電荷転送路
と、複数の垂直電荷転送路から転送された電荷信号をま
とめて出力するための水平電荷転送路と、それぞれが前
記垂直電荷転送路に結合して配置され、画像信号を撮像
するためのエリア部のホトダイオードと、エリア部のホ
トダイオードと水平電荷転送路との間で複数の行を有
し、それぞれが前記垂直電荷転送路に結合して配置さ
れ、遮光されているが、エリア部のホトダイオードと同
等の静電特性を有する下OB部のホトダイオードとを含
む撮像チップと、前記下OB部の複数の行のホトダイオ
ードからの信号に基づき、外挿演算を行うことにより、
エリア部における画像情報の暗電流成分を推定演算する
回路とを有する。
According to the present invention, there is provided a CCD image pickup apparatus for outputting a plurality of vertical charge transfer paths for transferring charge signals and charge signals transferred from the plurality of vertical charge transfer paths. Horizontal charge transfer paths, each of which is coupled to the vertical charge transfer path, and a plurality of rows of photodiodes in the area for capturing an image signal, and a plurality of rows between the photodiodes in the area and the horizontal charge transfer paths. An imaging chip including a lower OB portion photodiode, each of which is arranged so as to be coupled to the vertical charge transfer path and is shielded from light, but has the same electrostatic characteristics as the photodiode in the area portion; By performing an extrapolation operation based on signals from the photodiodes in a plurality of rows in the OB section,
A circuit for estimating and calculating a dark current component of image information in the area.

【0030】[0030]

【作用】下OB部のホトダイオードはエリア部のホトダ
イオードと同等の静電特性を有するので、下OB部には
エリア部と同等の暗電流が発生する。この暗電流成分に
基づき、エリア部の暗電流成分を推定演算すれば、精度
の高い暗電流情報が得られる。
Since the photodiodes in the lower OB section have the same electrostatic characteristics as the photodiodes in the area section, a dark current equivalent to that in the area section is generated in the lower OB section. If the dark current component of the area is estimated and calculated based on the dark current component, highly accurate dark current information can be obtained.

【0031】CCD撮像手段に被写体像を投入し、垂直
転送路を駆動して得たエリア部の画像情報からこの推定
演算した暗電流成分を差し引けば、高精度の画像情報を
得ることができる。
By inputting the subject image to the CCD image pickup means and subtracting the estimated and calculated dark current component from the image information of the area obtained by driving the vertical transfer path, highly accurate image information can be obtained. .

【0032】このようにして得た画像情報は、OB段差
が変化しても黒レベルを一定値に保つことができる。
In the image information thus obtained, the black level can be maintained at a constant value even when the OB level changes.

【0033】[0033]

【実施例】図1は、本発明の実施例によるCCD撮像装
置の構成を示すブロック図である。被写体からの光はレ
ンズ1によって集光され、アイリス2の開口を通してC
CD撮像チップ3上に投映される。CCD撮像チップ3
内にはホトダイオードの行列と垂直電荷転送路、水平電
荷転送路等を含む半導体撮像回路が組込まれている。ド
ライバ回路4は、CCD撮像チップ3にCCDを駆動す
る駆動信号を供給する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a CCD image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. Light from the subject is collected by the lens 1 and passes through
The image is projected on the CD imaging chip 3. CCD imaging chip 3
A semiconductor imaging circuit including a matrix of photodiodes, a vertical charge transfer path, a horizontal charge transfer path, and the like is incorporated therein. The driver circuit 4 supplies a driving signal for driving the CCD to the CCD imaging chip 3.

【0034】CCD撮像チップ3からの画像信号は、信
号処理回路5においてOB部の信号レベルの差を検出す
る等の処理を受け、A/D変換器6を介してデジタル信
号となって画像信号処理回路8に入力する。
The image signal from the CCD image pickup chip 3 is subjected to processing such as detection of a difference in the signal level of the OB section in a signal processing circuit 5, and is converted into a digital signal via an A / D converter 6 to become an image signal. Input to the processing circuit 8.

【0035】画像信号処理回路8の入力端子10は、切
替えスイッチ12の可動接点に接続され、切替えスイッ
チ12の固定接点は黒レベル検出演算回路11と減算器
13に接続されている。
An input terminal 10 of the image signal processing circuit 8 is connected to a movable contact of a changeover switch 12, and a fixed contact of the changeover switch 12 is connected to a black level detection operation circuit 11 and a subtractor 13.

【0036】黒レベル検出演算回路11は、垂直走査期
間の初期に供給される下OB部の信号に基づいて、全画
面内のシェーディング成分を外挿して求め、黒レベル信
号を発生する。黒レベル検出演算回路11の出力信号は
減算器13に接続され、減算器13において画像信号か
ら黒レベル信号を減算する処理が行われる。
The black level detection operation circuit 11 extrapolates and calculates a shading component in the entire screen based on the lower OB signal supplied at the beginning of the vertical scanning period to generate a black level signal. The output signal of the black level detection operation circuit 11 is connected to a subtractor 13, and the subtractor 13 performs a process of subtracting the black level signal from the image signal.

【0037】減算器13の出力信号は数値演算プロセッ
サ14に供給され、データ圧縮等の処理を受けた後、出
力端子から記録ユニット9に供給される。記録ユニット
9はたとえばメモリカードで構成される。
The output signal of the subtractor 13 is supplied to a numerical processor 14 and subjected to processing such as data compression, and then supplied to the recording unit 9 from an output terminal. The recording unit 9 is composed of, for example, a memory card.

【0038】CCD撮像装置には、スイッチS1、S
2、S3を含むスイッチ回路17が設けられている。た
とえば、スイッチS1はリリーススイッチの第1接点ス
イッチであり、スイッチS2はリリーススイッチの第2
接点スイッチであり、スイッチS3は電源スイッチであ
る。
Switches S1, S
2, a switch circuit 17 including S3 is provided. For example, the switch S1 is a first contact switch of the release switch, and the switch S2 is a second contact switch of the release switch.
This is a contact switch, and the switch S3 is a power switch.

【0039】カメラ上のスイッチボタンを押込むと、先
ず電源スイッチS3がオンし、続いて第1接点スイッチ
S1、第2接点スイッチS2がオンする。CCD撮像装
置には、またシステムコントロール回路18が設けられ
ており、全システムのコントロールを行なう。電源スイ
ッチS3がオンすると、CCD撮像装置は付勢され、撮
像可能な状態となる。第1接点スイッチS1がオンする
と、自動露光、自動測距のモードとなり、モータM1、
M2を駆動することによってレンズ1の焦点距離やアイ
リス2の適正開口が選択される。また、シャッタスピー
ドの選択も行われる。
When the switch button on the camera is pressed, the power switch S3 is turned on first, and then the first contact switch S1 and the second contact switch S2 are turned on. The CCD imaging device is also provided with a system control circuit 18 for controlling the entire system. When the power switch S3 is turned on, the CCD image pickup device is energized and becomes ready for image pickup. When the first contact switch S1 is turned on, the mode is set to the automatic exposure and the automatic distance measurement, and the motor M1,
By driving M2, the focal length of the lens 1 and the proper aperture of the iris 2 are selected. Further, selection of a shutter speed is also performed.

【0040】CCD撮像チップ3は、垂直電荷転送路に
おいて図7に関連して説明したような、アコーディオン
転送(ドミノ転送)を行なう。このため、ホトダイオー
ドから垂直電荷転送路に読み出された画像信号は垂直電
荷転送路内の位置に依存してその滞在時間が変化する。
The CCD imaging chip 3 performs accordion transfer (domino transfer) as described with reference to FIG. 7 in the vertical charge transfer path. Therefore, the stay time of the image signal read from the photodiode to the vertical charge transfer path changes depending on the position in the vertical charge transfer path.

【0041】垂直電荷転送路に比較的長い時間滞在する
画像信号は、比較的大きな暗電流を受けるが、対応する
暗電流成分は黒レベル検出演算回路11で演算される。
減算器13で画像信号から黒レベル信号を減算すること
により、暗電流成分を除去した画像信号を得ることがで
きる。
An image signal that stays in the vertical charge transfer path for a relatively long time receives a relatively large dark current. The corresponding dark current component is calculated by the black level detection calculation circuit 11.
By subtracting the black level signal from the image signal by the subtractor 13, an image signal from which the dark current component has been removed can be obtained.

【0042】図2は、CCD撮像チップの構成を示す。
図2(A)は、CCD撮像チップ3の平面構成を示す。
CCD撮像チップ3には、画像が投映されるエリア部2
1と遮光膜で覆われたOB部22とが構成されている。
エリア部には行列状に配置された多数のホトダイオード
PDと、ホトダイオードの各列に沿って形成された垂直
電荷転送路VCCDと、ホトダイオードからVCCDへ
の電荷転送を制御するトランスファゲートTG等が形成
されている。
FIG. 2 shows the configuration of the CCD image pickup chip.
FIG. 2A shows a plan configuration of the CCD imaging chip 3.
The CCD imaging chip 3 has an area 2 on which an image is projected.
1 and an OB section 22 covered with a light shielding film.
In the area, a large number of photodiodes PD arranged in a matrix, a vertical charge transfer path VCCD formed along each column of the photodiodes, a transfer gate TG for controlling charge transfer from the photodiodes to the VCCD, and the like are formed. ing.

【0043】OB部はエリア部21の下方に配置され、
フィルタまたは遮光板等、絶縁体で遮光されたOBb部
22bとエリア部21の右方に配置され、アルミニウム
等の金属で遮光されたOBa部22aを含む。なお、後
に説明するように、エリア部21の右方のOBa部22
aは必ずしも必要なものではない。
The OB section is arranged below the area section 21,
It includes an OBb portion 22b that is shielded from light by an insulator, such as a filter or a light-shielding plate, and an OBa portion 22a that is disposed to the right of the area portion 21 and that is shielded from light by a metal such as aluminum. As described later, the OBa section 22 on the right side of the area section 21
a is not always necessary.

【0044】図2(B)は、OBa部における画素の構
成を示す断面図である。n型Siで形成された基板31
の上にp型ウェル32が配置されている。p型ウェル3
2の表面部分には、ホトダイオードPDを構成するn型
領域33、垂直電荷転送路(VCCD)を構成するn-
型領域34、ホトダイオードと垂直電荷転送路VCCD
の間に配置され、転送ゲート(TG)を構成するp+
領域35が形成される。p+ 型領域36は、ホトダイオ
ードと垂直電荷転送路の組の周囲に形成され、電気的分
離を行なう。
FIG. 2B is a sectional view showing the structure of the pixel in the OBa section. Substrate 31 formed of n-type Si
A p-type well 32 is arranged on the substrate. p-type well 3
2 has an n-type region 33 forming a photodiode PD and n forming a vertical charge transfer path (VCCD).
Region 34, photodiode and vertical charge transfer path VCCD
And ap + -type region 35 forming a transfer gate (TG) is formed. The p + type region 36 is formed around a pair of a photodiode and a vertical charge transfer path, and performs electrical isolation.

【0045】半導体基板表面上にはSiO2 等で形成さ
れた絶縁膜37が配置されている。この絶縁膜37中に
転送ゲートTGおよび垂直電荷転送路VCCDの電位を
制御するための多結晶シリコンゲート38が配置されて
いる。絶縁層37表面は、アルミニウム等の遮光層39
で覆われている。このため、ホトダイオードPDへの入
射光は遮断されている。
An insulating film 37 made of SiO 2 or the like is arranged on the surface of the semiconductor substrate. In the insulating film 37, a polycrystalline silicon gate 38 for controlling the potential of the transfer gate TG and the vertical charge transfer path VCCD is arranged. The surface of the insulating layer 37 is covered with a light-shielding layer 39 of aluminum or the like.
Covered with. Therefore, light incident on the photodiode PD is blocked.

【0046】エリア部21の画素においては、ホトダイ
オードPD上のアルミニウム遮光層39に開口が形成さ
れている。従って、入射光はホトダイオードPDに導入
される。ホトダイオードPDが入射光の強度を検出し、
転送ゲートTGを介して垂直電荷転送路VCCDに光電
変換された電荷を転送し、垂直電荷転送路VCCDを通
って電荷信号を取り出すことにより画像情報を得ること
ができる。
In the pixels in the area 21, an opening is formed in the aluminum light shielding layer 39 on the photodiode PD. Therefore, the incident light is introduced into the photodiode PD. The photodiode PD detects the intensity of the incident light,
Image information can be obtained by transferring the photoelectrically converted charge to the vertical charge transfer path VCCD via the transfer gate TG and extracting a charge signal through the vertical charge transfer path VCCD.

【0047】図2(C)は、OBb部の画素構造を示す
断面図である。半導体基板中の構成および絶縁層37中
の構成は、エリア部の画素の構成と同等である。ただ
し、開口が形成されたアルミニウム遮光層39の上に、
フィルタや遮光板等の絶縁物で形成された遮光材40が
配置されている。
FIG. 2C is a sectional view showing the pixel structure of the OBb portion. The configuration in the semiconductor substrate and the configuration in the insulating layer 37 are the same as the configuration of the pixels in the area. However, on the aluminum light shielding layer 39 in which the opening is formed,
A light shielding material 40 formed of an insulating material such as a filter or a light shielding plate is arranged.

【0048】従って、ホトダイオードPDが半導体基板
中に形成されているが、このホトダイオードPDに光は
入射しない。ただし、遮光材40は画素の静電特性には
影響を与えない。OBb部の画素がエリア部の画素と同
様に駆動された時、垂直電荷転送路VCCDで読み出さ
れる電荷信号は暗電流成分のみである。
Accordingly, although the photodiode PD is formed in the semiconductor substrate, no light is incident on the photodiode PD. However, the light shielding material 40 does not affect the electrostatic characteristics of the pixel. When the pixels in the OBb section are driven in the same manner as the pixels in the area section, the charge signal read out by the vertical charge transfer path VCCD is only a dark current component.

【0049】ここで、エリア部の構成とOBa部および
OBb部の構成を比較する。OBa部では、ホトダイオ
ードPDの上にアルミニウム遮光層39が存在する。こ
の構成の差は、画素における寄生容量の差となる。この
ため、垂直電荷転送路VCCDに誘起される暗電流の量
が影響を受ける。OBb部では、エリア部と同様、ホト
ダイオードPDの上にアルミニウム遮光層39は存在し
ない。ただし、その上に静電特性に影響を与えない絶縁
物等で形成された遮光材40が配置されている。従っ
て、OBb部では入射光はなく、かつエリア部と同様の
暗電流が検出できる。
Here, the configuration of the area section and the configurations of the OBa section and the OBb section will be compared. In the OBa section, the aluminum light shielding layer 39 exists on the photodiode PD. This difference in configuration results in a difference in parasitic capacitance in the pixel. Therefore, the amount of dark current induced in the vertical charge transfer path VCCD is affected. In the OBb part, the aluminum light shielding layer 39 does not exist on the photodiode PD as in the area part. However, a light shielding material 40 made of an insulator or the like which does not affect the electrostatic characteristics is disposed thereon. Therefore, there is no incident light in the OBb part, and the same dark current as in the area part can be detected.

【0050】図3は、OB段差を説明するための図であ
る。CCD撮像チップにおいては、図2(A)に示すよ
うに、エリア部21内に多数のホトダイオードPDが行
列状に配置されている。ホトダイオードPDの各列に隣
接して垂直電荷転送路VCCDが配置され、ホトダイオ
ードPDとの間を転送ゲートTGによって接続されてい
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining an OB step. In the CCD imaging chip, as shown in FIG. 2A, a large number of photodiodes PD are arranged in a matrix in the area 21. A vertical charge transfer path VCCD is arranged adjacent to each column of the photodiodes PD, and is connected to the photodiodes PD by a transfer gate TG.

【0051】ホトダイオードPDから垂直電荷転送路V
CCDに読み出された電荷信号は、垂直電荷転送路VC
CDを下方に順次転送される。この時、エリア部21の
下方に配置されたホトダイオードPDに対応する画像情
報と、エリア部21の上方に配置されたホトダイオード
PDに対応する画像情報とでは、垂直電荷転送路VCC
Dに滞在する時間が大幅に異なる。
From the photodiode PD to the vertical charge transfer path V
The charge signal read to the CCD is transferred to the vertical charge transfer path VC.
CDs are sequentially transferred downward. At this time, the image information corresponding to the photodiode PD arranged below the area 21 and the image information corresponding to the photodiode PD arranged above the area 21 are separated by the vertical charge transfer path VCC.
The time to stay at D is very different.

【0052】たとえば、1水平走査期間を1Hとする
と、最下行に配置されたホトダイオードPDから読み出
された画像情報が垂直電荷転送路VCCDに停止する時
間は1Hであり、水平電荷転送路に読み出されるまで時
間は1Hである。
For example, assuming that one horizontal scanning period is 1H, the time during which the image information read from the photodiode PD arranged in the lowermost row stops in the vertical charge transfer path VCCD is 1H, and is read out to the horizontal charge transfer path. The time until it is 1H.

【0053】これに対して最上行に配置されたホトダイ
オードPDから垂直電荷転送路VCCDに読み出された
画像情報は、行数が1000の場合転送が始まるまでに
500Hの時間停止し、転送に500Hの時間を必要と
する。従って、読み出されるまでの全時間は1000H
となる。
On the other hand, the image information read out from the photodiode PD arranged in the uppermost row to the vertical charge transfer path VCCD is stopped for 500H before the transfer starts when the number of rows is 1,000, and 500H for the transfer. Need time. Therefore, the entire time until reading is 1000H
Becomes

【0054】このように、停止時間と読み出し時間が垂
直方向の位置によって大きく変化するため、図3
(A)、(B)に示すように、エリア内のどの位置から
読み出された画像情報かにより、OB段差が大きく変化
する。図3(A)は遮光状態で暗電流のみを読み出した
場合を示し、図3(B)は開光状態で画像信号と暗電流
を読み出した状態を示す。
As described above, the stop time and the read time greatly change depending on the vertical position.
As shown in (A) and (B), the OB level difference greatly changes depending on from which position in the area the image information is read. FIG. 3A shows a case where only dark current is read in a light-shielded state, and FIG. 3B shows a state where image signals and dark current are read in an open state.

【0055】図3(A)、(B)においては、垂直方向
の位置が上方になるに従って画像情報のベースラインは
増加し、OB段差が増加している。このような画像情報
をそのまま表示すると、画面は下に向かうに従って次第
に明るくなるように表示される。
In FIGS. 3A and 3B, the base line of the image information increases as the vertical position increases, and the OB step increases. When such image information is displayed as it is, the screen is displayed so as to gradually become brighter as it goes down.

【0056】ところで、本実施例においては、図2
(A)に示すように、エリア部22下方にエリア部の画
素と静電的特性の等しいOBb部22bが形成されてい
る。このOBb部22bは遮光材40によって遮光され
ているため、OBb部22bにおいては、暗電流のみが
発生する。この暗電流は、図3(A)に示すように、エ
リア部の暗電流と同一特性のものである。
By the way, in this embodiment, FIG.
As shown in (A), an OBb portion 22b having the same electrostatic characteristics as the pixels in the area portion is formed below the area portion 22. Since the OBb portion 22b is shielded from light by the light shielding material 40, only a dark current is generated in the OBb portion 22b. This dark current has the same characteristics as the dark current in the area, as shown in FIG.

【0057】エリア部に光を入射した状態においても、
図3(B)に示すように、OBb部には暗電流成分のみ
が発生し、このOBb部の暗電流とエリア部の暗電流と
は同等の特性を有している。
Even when light enters the area,
As shown in FIG. 3B, only the dark current component is generated in the OBb portion, and the dark current in the OBb portion and the dark current in the area portion have the same characteristics.

【0058】そこで、図3(C)に示すように、OBb
部の暗電流を検出し、1ライン毎に増加するOB段差を
求めることができる。このようにして、OB段差を検出
し、外挿することによってエリア部21全体でのOB段
差を推定することができる。
Therefore, as shown in FIG.
The OB step that increases for each line can be obtained by detecting the dark current of the section. In this way, by detecting and extrapolating the OB step, the OB step in the entire area 21 can be estimated.

【0059】図1に示す黒レベル検出演算回路11は、
エリア部の下方に配置され、エリア部の画素と静電特性
の等しいOBb部の暗電流を検出し、エリア部における
暗電流を推定演算によって求め、黒レベル信号を発生す
る回路である。エリア部から検出された画像信号は、演
算器13において黒レベル信号を減算され、OB段差が
解消された画像信号が供給される。
The black level detection operation circuit 11 shown in FIG.
This circuit is located below the area, detects a dark current in the OBb section having the same electrostatic characteristics as the pixels in the area, detects the dark current in the area by an estimation operation, and generates a black level signal. The image signal detected from the area is subtracted from the black level signal in the arithmetic unit 13 and an image signal in which the OB step is eliminated is supplied.

【0060】なお、減算器13で画像情報から黒レベル
情報を差し引くため、各水平走査線右端におけるOBa
部の黒レベル情報は必ずしも必要なものではない。従っ
て、図2(A)に示すエリア部21右方のOBa部22
aは省略してもよい。
Since the subtractor 13 subtracts the black level information from the image information, the OBa at the right end of each horizontal scanning line is used.
The black level information of a copy is not always necessary. Therefore, the OBa section 22 on the right side of the area section 21 shown in FIG.
a may be omitted.

【0061】なお、OBa部22aを省略すると、1水
平走査線分の画像信号におけるOB段差はなくなるが、
各水平走査線末端に配置されるOB部は必ずしも設ける
必要はないが、暗電流成分による画像情報のベースライ
ンの変化を本明細書においてはOB段差と呼ぶ。
If the OBa section 22a is omitted, there is no OB step in the image signal for one horizontal scanning line.
It is not always necessary to provide an OB portion disposed at the end of each horizontal scanning line, but a change in a baseline of image information due to a dark current component is referred to as an OB step in this specification.

【0062】図4は、本発明の他の実施例によるCCD
撮像装置を説明するための図である。図4(A)は、C
CD撮像チップの平面構成を示す。本構成においては、
エリア部21の右方にOBa部22aが存在する点は、
図2(A)の構成と同様であるが、エリア部の画素と静
電特性の等しいOBb部22bはエリア部21の上下に
配置されている。
FIG. 4 shows a CCD according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an imaging device. FIG.
2 shows a planar configuration of a CD imaging chip. In this configuration,
The point where the OBa section 22a exists on the right side of the area section 21 is as follows.
The configuration is the same as that of FIG. 2A, but the OBb portions 22 b having the same electrostatic characteristics as the pixels in the area portion are arranged above and below the area portion 21.

【0063】従って、図4(B)に示すように、遮光状
態でのCCD撮像チップからの出力は、エリア部下方に
配置されたOBb部、エリア部、エリア部上方に配置さ
れたOBb部の順になり、その静電特性は等しい。従っ
て、発生する暗電流は同一特性のものである。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the output from the CCD image pickup chip in the light-shielded state is output to the OBb section disposed below the area section, the area section, and the OBb section disposed above the area section. And the electrostatic properties are equal. Therefore, the generated dark currents have the same characteristics.

【0064】このように、エリア部の前後にエリア部と
静電的特性の等しいOB部が配置されるため、これらの
領域でOB段差を検出し、内挿することによってエリア
部におけるOB段差を推定演算することができる。
As described above, since the OB portions having the same electrostatic characteristics as the area portion are arranged before and after the area portion, the OB level difference in these areas is detected and interpolated to detect the OB level difference in the area portion. An estimation operation can be performed.

【0065】本実施例の場合、エリア部におけるOB段
差は画素信号を全て読み出した後でないと算出できない
ため、図1に示す画像信号処理回路8には、図4(C)
に示すように、画像情報メモリ19がさらに接続され
る。黒レベル検出演算回路11は、画像出力の初期と終
期におけるOBb部のシェーディング成分を検出し、エ
リア部全体における黒レベルを推定演算し、出力する。
一旦画像情報メモリ19に蓄えられた画像情報は、減算
器13で黒レベル信号を減算され、シェーディング成分
を較正した画像情報のみが出力する。
In the case of this embodiment, since the OB level difference in the area cannot be calculated until all the pixel signals have been read out, the image signal processing circuit 8 shown in FIG.
As shown in (1), an image information memory 19 is further connected. The black level detection calculation circuit 11 detects the shading components of the OBb portion at the beginning and end of the image output, estimates the black level in the entire area portion, and outputs it.
The black level signal is subtracted from the image information once stored in the image information memory 19 by the subtractor 13, and only the image information whose shading component is calibrated is output.

【0066】このように、上述のいずれの実施例におい
ても黒レベル検出演算回路11がエリア部におけるシェ
ーディング成分(黒レベル)を適正に推定演算し、減算
器13で画像信号からシェーディング成分を減算するこ
とによって、真の画像情報のみが数値演算プロセッサ1
4に与えられる。
As described above, in any of the above-described embodiments, the black level detection calculation circuit 11 properly estimates and calculates the shading component (black level) in the area, and the subtractor 13 subtracts the shading component from the image signal. As a result, only the true image information is stored in the numerical processor 1
4 given.

【0067】図5は、図2、3に示すような構成のCC
D撮像装置を用いて実際に撮像を行なう時の撮像ルーチ
ンを示すフローチャートである。ステップA1で電源が
オンすると、ステップA2に進み、第1接点スイッチS
1がオンしているか否かを判断する。第1接点スイッチ
S1がオンしていない時は、NOの矢印に従ってステッ
プA2を繰り返す。
FIG. 5 shows a CC having a configuration as shown in FIGS.
9 is a flowchart illustrating an imaging routine when actually performing imaging using the D imaging apparatus. When the power is turned on in step A1, the process proceeds to step A2, where the first contact switch S
It is determined whether 1 is on. When the first contact switch S1 is not turned on, step A2 is repeated according to the arrow of NO.

【0068】第1接点スイッチS1がオンしている時
は、YESの矢印に従ってステップA3に進み、垂直電
荷転送路VCCDのドミノ駆動を開始し、垂直電荷転送
路VCCDの電荷を水平電荷転送路HCCDに転送す
る。
When the first contact switch S1 is ON, the operation proceeds to step A3 according to the arrow YES to start domino driving of the vertical charge transfer path VCCD, and transfer the charge of the vertical charge transfer path VCCD to the horizontal charge transfer path HCCD. Transfer to

【0069】次に、ステップA4に進み、撮像の準備段
階として自動露光、自動測距(AE/AF)動作を開始
する。次に、ステップA5に進み、AE/AF動作が完
了したか否かを判断する。AE/AF動作が完了してい
ない時は、NOの矢印に従ってステップA4に戻る。
Next, the process proceeds to step A4, in which an automatic exposure and an automatic distance measuring (AE / AF) operation are started as a preparation stage for image pickup. Next, the process proceeds to step A5, where it is determined whether the AE / AF operation has been completed. If the AE / AF operation has not been completed, the process returns to step A4 according to a NO arrow.

【0070】AE/AF動作が完了している時は、YE
Sの矢印に従ってステップA6に進み、第2接点スイッ
チS2がオンしたか否かを判断する。第2接点スイッチ
S2がオンしていない時は、NOの矢印に従ってステッ
プA4に戻る。
When the AE / AF operation is completed, YE
The process proceeds to step A6 according to the arrow of S, and it is determined whether the second contact switch S2 is turned on. When the second contact switch S2 is not turned on, the process returns to step A4 according to a NO arrow.

【0071】第2接点スイッチS2がオンしていれば、
YESの矢印に従って、ステップA7に進み、本撮像を
行なう。本撮像を行なうと、CCD撮像チップからはま
ずOBb部の暗電流成分が出力し、続いてエリア部の画
素信号成分が出力する。
If the second contact switch S2 is on,
According to the arrow of YES, the process proceeds to step A7, and the main imaging is performed. When the main imaging is performed, the dark current component of the OBb portion is first output from the CCD imaging chip, and then the pixel signal component of the area portion is output.

【0072】ステップA8においては、CCD撮像チッ
プから出力される信号を読み出し、初めに与えられるO
Bb部の暗電流成分を検出し、エリア部全体における暗
電流成分を外挿演算によって算出する。このようにし
て、エリア部におけるOB段差の傾きが与えられる。
In step A8, a signal output from the CCD image pickup chip is read out, and O
The dark current component in the Bb portion is detected, and the dark current component in the entire area is calculated by extrapolation. Thus, the inclination of the OB step in the area is given.

【0073】続いて、ステップA9において、画像信号
からOB段差データを減算処理し、1行毎に暗電流成分
の除去された画像信号を得る。ステップA10で、この
ようにして得たOB段差を消去した画像信号を記録ユニ
ットに記録する。記録は磁気的記録、デジタル記憶のい
ずれでも可能である。このようにして撮像ルーチンは完
了する。
Subsequently, in step A9, the OB level difference data is subtracted from the image signal to obtain an image signal from which the dark current component has been removed for each row. In step A10, the image signal from which the OB steps thus obtained are eliminated is recorded in the recording unit. Recording can be either magnetic recording or digital storage. Thus, the imaging routine is completed.

【0074】図6は、図4に示した本発明の他の実施例
による撮像ルーチンを示すフローチャートである。ステ
ップB1において、電源がオンされる。次にステップB
2で第1接点スイッチS1がオンしたか否かを判断す
る。第1接点スイッチS1がオンしていない時は、NO
の矢印に従ってステップB2を繰り返す。
FIG. 6 is a flowchart showing an imaging routine according to another embodiment of the present invention shown in FIG. In step B1, the power is turned on. Next, step B
At 2, it is determined whether the first contact switch S1 has been turned on. When the first contact switch S1 is not turned on, NO
Step B2 is repeated according to the arrow.

【0075】第1接点スイッチS1がオンしている時
は、YESの矢印に従ってステップB3に進み、ドミノ
駆動を開始する。続いて、ステップB4で撮像の準備工
程として自動露光、自動測距(AE/AF)を開始す
る。
When the first contact switch S1 is on, the flow advances to step B3 according to the arrow YES to start domino driving. Subsequently, in step B4, automatic exposure and automatic distance measurement (AE / AF) are started as a preparation process for imaging.

【0076】次にステップB5でAE/AF動作が完了
したか否かを判断する。完了していない時はNOの矢印
に従ってステップB4に戻る。AE/AF動作が完了し
ていれば、YESの矢印に従ってステップB6に進み、
第2接点スイッチS2がオンしたか否かを判断する。
Next, at step B5, it is determined whether or not the AE / AF operation has been completed. If not completed, the process returns to step B4 according to the arrow of NO. If the AE / AF operation has been completed, the process proceeds to step B6 according to the YES arrow,
It is determined whether the second contact switch S2 has been turned on.

【0077】第2接点スイッチS2がオンしていない時
は、NOの矢印に従ってステップB4に戻る。第2接点
スイッチS2がオンしている時は、YESの矢印に従っ
てステップB7に進み、本撮像を行なう。本撮像によっ
て暗電流成分を含む画像情報が得られる。
If the second contact switch S2 is not turned on, the process returns to step B4 according to a NO arrow. When the second contact switch S2 is ON, the process proceeds to step B7 according to the arrow of YES to perform the main imaging. Image information including a dark current component is obtained by the main imaging.

【0078】次に、ステップB8において、全画素から
の画像信号を読み出し、最初に読み出されたOBb部の
段差情報は図4(C)に示す黒レベル検出演算回路11
にメモリする。
Next, in step B8, the image signals from all the pixels are read out, and the level information of the OBb portion which has been read out first is stored in the black level detection operation circuit 11 shown in FIG.
To memory.

【0079】続いて、ステップB9において、エリア部
のデータは図4(C)に示す画像情報メモリ19にメモ
リする。次に、ステップB10において、最後に供給さ
れるOBb部の段差データは、黒レベル検出演算回路1
1にメモリし、黒レベル検出演算回路で先にメモリした
エリア部下方のOB段差情報と合わせ、エリア部におけ
るOB段差を推定演算する。
Subsequently, in step B9, the data of the area is stored in the image information memory 19 shown in FIG. Next, in step B10, the level difference data of the OBb section supplied last is supplied to the black level detection arithmetic circuit 1
The OB step in the area is estimated and calculated by combining the OB step in the area 1 with the OB step information below the area previously stored in the black level detection calculation circuit.

【0080】このようにして、エリア部全体におけるO
B段差情報を得た後、ステップB11において、画像情
報メモリ19から供給される画像情報から黒レベル検出
演算回路11から供給されるOB段差を減算器13で減
算処理し、真の画像情報のみを得る。
In this way, O in the entire area
After obtaining the B level difference information, in step B11, the subtractor 13 subtracts the OB level supplied from the black level detection operation circuit 11 from the image information supplied from the image information memory 19, and only the true image information is obtained. obtain.

【0081】このようにして、ライン単位でシェーディ
ング成分を消去した画像情報が得られる。この画像情報
は、ステップB12において、記録ユニットに記録され
る。このようにして、暗電流を除去した画像情報を得
て、撮像ルーチンは完了する。
In this manner, image information from which the shading component has been deleted in line units can be obtained. This image information is recorded in the recording unit in step B12. In this way, image information from which dark current has been removed is obtained, and the imaging routine is completed.

【0082】図5、図6に示した撮像ルーチンのいずれ
においても、本撮像で得た暗電流成分を含む画像情報
は、その後暗電流成分を差し引かれるため、OB段差を
補正されたものとなる。エリア部と静電特性の等しいO
B部は、エリア部の一方のみに設けても上下両方に設け
てもよい。一方に設けた時は構造が簡単となり、両方に
設けた時は精度が高くなる。
In each of the imaging routines shown in FIGS. 5 and 6, the image information including the dark current component obtained in the main imaging is obtained by correcting the OB step since the dark current component is subtracted thereafter. . O with the same electrostatic characteristics as the area
The portion B may be provided on only one of the area portions or on both the upper and lower sides. When it is provided on one side, the structure is simplified, and when it is provided on both sides, the accuracy is high.

【0083】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
OB段差を補正した画像情報を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Image information in which the OB level difference has been corrected can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例によるCCD撮像装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a CCD imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成に用いるCCD撮像チップの構成を
示す図である。図2(A)は平面構成を示す平面図、図
2(B)、(C)は、OBa部およびOBb部の画素の
構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a CCD imaging chip used in the configuration of FIG. 1; FIG. 2A is a plan view illustrating a plan configuration, and FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views illustrating a configuration of a pixel in an OBa portion and an OBb portion.

【図3】画像信号を説明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining an image signal.

【図4】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。図4(A)はCCD撮像チップの平面図、図4
(B)は出力信号のグラフ、図4(C)は画像信号処理
回路の部分的ブロック図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view of a CCD imaging chip, and FIG.
4B is a graph of an output signal, and FIG. 4C is a partial block diagram of an image signal processing circuit.

【図5】図2、図3に示した実施例による撮像ルーチン
を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an imaging routine according to the embodiment shown in FIGS. 2 and 3;

【図6】図4に示した他の実施例による撮像ルーチンを
示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an imaging routine according to another embodiment shown in FIG.

【図7】アコーディオン転送方式を説明するための概念
図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining an accordion transfer method.

【図8】OB部の機能を説明するための概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a function of an OB unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズ 2 アイリス 3 CCD撮像チップ 4 ドライバ回路 5 信号処理回路 6 A/D変換器 8 画像信号処理回路 9 記録ユニット 10 入力端子 11 黒レベル検出演算回路 12 切替えスイッチ 13 減算器 14 数値演算プロセッサ 17 スイッチ 18 システムコントロールユニット 21 エリア部 22 OB部 31 n型基板 32 p型ウェル 33 n型領域(ホトダイオード) 34 n- 型領域(VCCD) 39 遮光層 40 遮光材REFERENCE SIGNS LIST 1 lens 2 iris 3 CCD imaging chip 4 driver circuit 5 signal processing circuit 6 A / D converter 8 image signal processing circuit 9 recording unit 10 input terminal 11 black level detection calculation circuit 12 changeover switch 13 subtractor 14 numerical calculation processor 17 switch Reference Signs List 18 system control unit 21 area part 22 OB part 31 n-type substrate 32 p-type well 33 n-type area (photodiode) 34 n - type area (VCCD) 39 light shielding layer 40 light shielding material

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電荷信号を転送するための複数の垂直電
荷転送路(VCCD)と、 複数の垂直電荷転送路から転送された電荷信号をまとめ
て出力するための水平電荷転送路(HCCD)と、 それぞれが前記垂直電荷転送路に結合して配置され、画
像信号を撮像するためのエリア部のホトダイオード(P
D)と、 エリア部のホトダイオードと水平電荷転送路との間で複
数の行を有し、それぞれが前記垂直電荷転送路に結合し
て配置され、遮光されているが、エリア部のホトダイオ
ードと同等の静電特性を有する下OB部のホトダイオー
ドとを含む撮像チップと、 前記下OB部の複数の行のホトダイオードからの信号に
基づき、外挿演算を行うことにより、エリア部における
画像情報の暗電流成分を推定演算する回路(11)とを
有するCCD撮像装置。
1. A plurality of vertical charge transfer paths (VCCD) for transferring charge signals, and a horizontal charge transfer path (HCCD) for collectively outputting charge signals transferred from the plurality of vertical charge transfer paths. , Each of which is coupled to the vertical charge transfer path and has a photodiode (P) in an area for picking up an image signal.
D), and a plurality of rows between the photodiodes in the area and the horizontal charge transfer paths, each of which is arranged so as to be coupled to the vertical charge transfer path and is shielded from light, but equivalent to the photodiodes in the area. An imaging chip including a photodiode in a lower OB portion having the following electrostatic characteristics: and a dark current of image information in the area portion by performing an extrapolation operation based on signals from the photodiodes in a plurality of rows in the lower OB portion. And a circuit (11) for estimating and calculating components.
【請求項2】 電荷信号を転送するための複数の垂直電
荷転送路(VCCD)と、 複数の垂直電荷転送路から転送された電荷信号をまとめ
て出力するための水平電荷転送路(HCCD)と、 それぞれが前記垂直電荷転送路に結合して配置され、画
像信号を撮像するためのエリア部のホトダイオード(P
D)と、 エリア部のホトダイオードと水平電荷転送路との間で、
それぞれが前記垂直電荷転送路に結合して配置され、遮
光されているが、エリア部のホトダイオードと同等の静
電特性を有する下OB部のホトダイオードと、 前記エリア部に関し、水平電荷転送路から遠い側に配置
され、それぞれが前記垂直電荷転送路に結合され、遮光
されているが、エリア部のホトダイオードと同等の静電
特性を有する上OB部のホトダイオードとを含む撮像チ
ップと、 エリア部から読み出した画像情報を記憶する画像情報メ
モリ(19)と、 前記下OB部および上OB部のホトダイオードからの信
号に基づき、内挿演算を行うことにより、エリア部にお
ける画像情報の暗電流成分を推定演算する回路(11)
とを有するCCD撮像装置。
2. A plurality of vertical charge transfer paths (VCCD) for transferring charge signals, and a horizontal charge transfer path (HCCD) for collectively outputting charge signals transferred from the plurality of vertical charge transfer paths. , Each of which is coupled to the vertical charge transfer path and has a photodiode (P
D), between the photodiode in the area and the horizontal charge transfer path,
Each of the photodiodes is disposed so as to be coupled to the vertical charge transfer path and is shielded from light, but has a lower OB part photodiode having the same electrostatic characteristics as the photodiode in the area part. And an imaging chip including an upper OB part photodiode, which is arranged on the side, is coupled to the vertical charge transfer path, is shielded from light, but has the same electrostatic characteristics as the photodiode in the area part, and reads out from the area part. An image information memory (19) for storing the image information obtained by the interpolation and an interpolation operation based on the signals from the photodiodes of the lower OB section and the upper OB section, thereby estimating the dark current component of the image information in the area section. Circuit to do (11)
CCD imaging device having:
【請求項3】 請求項1記載のCCD撮像装置を用い、 前記下OB部のホトダイオードから読み出した暗電流成
分から外挿してエリア部の暗電流成分を減算する工程
と、 前記エリア部のホトダイオードから読み出した画像情報
から前記外挿演算で求めた暗電流成分を演算する工程と
を含むCCD撮像装置の駆動方法。
3. A step of extrapolating a dark current component read from the photodiode in the lower OB section and subtracting a dark current component in the area section using the CCD image pickup device according to claim 1, Calculating a dark current component obtained by the extrapolation operation from the read image information.
【請求項4】 請求項2記載のCCD撮像装置を用い、
前記下OB部および上OB部のホトダイオードから読み
出した暗電流成分を内挿してエリア部の暗電流成分を演
算する工程と、 前記エリア部のホトダイオードから読み出した画像情報
から前記内挿演算で求めた暗電流成分を減算する工程と
を含むCCD撮像装置の駆動方法。
4. A CCD imaging device according to claim 2,
Calculating the dark current component of the area by interpolating the dark current components read from the photodiodes of the lower OB section and the upper OB section; and calculating the interpolation calculation from the image information read from the photodiodes of the area section. Subtracting a dark current component.
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