JP3019188B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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Description
体撮像素子を利用した撮像装置に関し、特に、固体撮像
素子から出力される映像信号に対して安定した黒基準レ
ベルクランプを行うことができる撮像装置に関する。
ては、温度変化による映像信号のレベル変化を補償する
ため、映像信号に対して黒基準レベルクランプを行って
いる。
めには、固体撮像素子から出力される映像信号の黒レベ
ルを得ることが必要になり、従来は、例えば、図5に示
すように、固体撮像素子100の撮像領域103に2次
元的に配列されている撮像セルの内、水平帰線期間のフ
ロントポーチに相当する複数個の撮像セルを遮光部10
2によって遮光し、この遮光部102によって遮光され
ている撮像セルから出力される信号をサンプルホールド
パルスに従ってサンプルホールドすることにより黒レベ
ルを得るようにしている(例えば、特開昭58−346
80号公報)。即ち、図6に示すように、遮光部によっ
て遮光された撮像セルから水平帰線期間のフロントポー
チに於いて出力される信号をサンプルホールドパルスに
よってサンプルホールドすることにより、黒レベルを得
るようにしている。尚、図5に於いて101は有効撮像
領域を示している。
ようにして得た映像信号の黒レベルと黒基準レベルとが
等しくなるように、映像信号をクランプする。
法で正確な黒レベルを得るためには、遮光部によって遮
光された撮像セルのセル数が多く、且つサンプル時間が
長いことが望まれる。しかし、遮光部によって遮光され
る撮像セル数を多くとろうとすると、固体撮像素子の総
撮像セル数の増加若しくは有効撮像領域の減少を招く。
また、サンプル時間は水平方向の撮像セル数,水平帰線
期間の時間等による制約があり、あまり長くとることは
できない。このように、従来は、空間的,時間的に極め
て限られた範囲内で黒レベルを得ることが必要になる。
に余裕がないため、図5に示した固体撮像素子100の
水平方向の断面図である図7に示すように、過剰光の乱
反射aやピンホール等の遮光部102の不備により撮像
セル104に入射した光bによって遮光部102の撮像
セル104に不要漏れ込み電荷が発生した場合や、図8
に示すように、固体撮像素子の水平転送の不良により、
映像信号の水平帰線期間に不要漏れ込み電荷が発生した
場合、サンプル期間に於ける信号レベルの平均値が上昇
してしまう。この結果、図9に示すように、或る水平帰
線期間に於いて、上述したような不要漏れ込み電荷が発
生すると、その水平帰線期間に於いてクランプを行う際
に使用する黒レベルが他の水平帰線期間に於いてクラン
プを行う際に使用する黒レベルに比較して高くなってし
まう。
御手段は、そのレベルを基準レベルと等しくするため
に、固体撮像素子から出力される映像信号全体のレベル
を下げる方向に働くので、その水平走査線の黒レベルは
他の水平走査線の黒レベルより低くなってしまう。この
結果、再生画像に於いて、上記水平走査線の信号レベル
は他の水平走査線に比べて全体的に低くなるので、黒い
帯状の横引きとなって、画質を劣化させてしまう。
像装置に於いて、安定した黒基準レベルクランプを行え
るようにすることにある。
するため、2次元的に配列されている撮像セルの内、有
効撮像領域の上下のみに、端部から所定の水平走査線分
の撮像セルを遮光するような遮光部を設けた固体撮像素
子と、該固体撮像素子から出力される信号の内、前記遮
光部によって遮光された撮像セルから出力される信号の
レベルをクランプパルスに従ってサンプルホールドし、
サンプルホールドした信号のレベルと基準レベルとの差
を前記固体撮像素子から出力される信号に重畳して出力
する黒基準レベルクランプ回路と、前記遮光部によって
遮光された撮像セルの内の、前記遮光部の端部から1或
いは2水平走査線分離れた位置に存在する1水平走査線
分の撮像セルから信号が出力されている間、水平帰線期
間に相当する期間よりも長いパルス幅のクランプパルス
を前記黒基準レベルクランプ回路に対して出力すると共
に、前記遮光部によって遮光されている撮像セルからの
信号出力期間を垂直帰線期間の一部にする同期信号発生
器とを備えたものである。
光部によって遮光された撮像セルの信号が出力される。
また、固体撮像素子から遮光部によって遮光されている
撮像セルの内の、遮光部の端部から1或いは2水平走査
線分離れた位置に存在する1水平走査線分の撮像セルの
信号が出力されている間、同期信号発生器からクランプ
パルスが出力される。
されると、黒基準レベルクランプ回路は、クランプパル
スに従って遮光部によって遮光された撮像セルから出力
された信号のレベルをサンプルホールドし、サンプルホ
ールドした信号のレベルと基準レベルとの差を固体撮像
素子から出力される信号に重畳して出力する。ここで、
クランプパルスのパルス幅は、水平帰線期間に相当する
期間よりも長く設定されており、精度良く遮光された撮
像セルから出力された信号のレベルをサンプルホールド
することができるので、安定した黒基準レベルクランプ
を行うことが可能になる。
詳細に説明する。
素子1の構成例を示す図である。
が2次元的に配列されており、その内の上端部から所定
の水平走査線分の撮像セル11が遮光部15によって遮
光されている。また、有効撮像領域16に配置されてい
る撮像セル11及び遮光部15によって遮光されている
撮像セル11によって得られる信号電荷は垂直レジスタ
12,水平レジスタ13,出力増幅器14を介して外部
に出力される。
り、図1に示した構成を有する固体撮像素子1と、サン
プルホールド回路2と、増幅回路3と、ローパスフィル
タ4と、黒基準レベルクランプ回路5と、信号処理回路
6と、同期信号発生器7とから構成されている。
例を示す回路図であり、増幅回路51と、サンプルホー
ルド回路52と、誤差増幅器53と、抵抗R,Ri,R
fとから構成されている。
動パルスを、サンプルホールド回路2にサンプルホール
ドパルスを、黒基準レベルクランプ回路5にクランプパ
ルスcpを、信号処理回路6に水平,垂直同期信号を供
給する。ここで、同期信号発生器7は、遮光部15によ
って遮光されている撮像セル11に対応する映像信号が
固体撮像素子1から出力されている期間を垂直帰線期間
の一部にするための垂直同期信号を出力し、また、遮光
部15によって遮光されている複数の水平走査線分の撮
像セル11の内、予め定められた或る1水平走査線(好
ましくは遮光部端から1〜2水平走査線分離れた水平走
査線)分の撮像セル11に対応する信号が固体撮像素子
1から出力されている間、予め定められているパルス幅
のクランプパルスcpを出力する。尚、本実施例では、
クランプパルスcpのパルス幅を水平帰線期間に相当す
る期間よりも長くし、クランプパルスcpの供給タイミ
ングを遮光部15と有効撮像領域16との境界から1〜
2撮像セル分マージンをとったタイミングにする。
供給される駆動パルスに従って映像信号を出力する。
1から出力される映像信号を同期信号発生器7から供給
されるサンプルホールドパルスに従ってサンプルホール
ドし、映像信号中の信号成分のみを抽出し出力する。
回路3で増幅され、更に、ローパスフィルタ4で雑音除
去された後、黒基準レベルクランプ回路5へ入力され
る。
ンプ回路5は、ローパスフィルタ4からの映像信号を増
幅回路51で増幅する。この増幅回路51の出力信号
は、信号処理回路6に出力されると共に、黒基準レベル
クランプ回路5内のサンプルホールド回路52に供給さ
れる。
51から出力される映像信号を、同期信号発生器7から
供給されるクランプパルスcpに従ってサンプルホール
ドする。ここで、クランプパルスcpは、図4に示すよ
うに、垂直帰線期間内であって、遮光部15によって遮
光されている撮像セル11の内の予め定められた或る1
水平走査線分の撮像セル11に対応する信号が固体撮像
素子1から出力されている期間に出力されるものである
ので、サンプルホールド回路52は、遮光部15によっ
て遮光されている撮像セル11から出力される信号をサ
ンプルホールドすることになる。
ルドされたレベルは誤差増幅器53によって基準電圧V
refと比較され、その誤差分が増幅されて、基準電圧
Vrefとの誤差をキャンセルする方向に抵抗Rを介し
て増幅回路51にフィードバックされる。
路5からの映像信号と、同期信号発生器7からの水平,
垂直同期信号とを合成して復号映像信号としてモニタ等
に出力する。
固体撮像素子の上方に設けたが、下方に設けるようにし
ても良い。また、実施例に於いては、クランプパルスを
各垂直帰線期間毎、即ち1フィールド毎に出力するよう
にし、黒基準レベルクランプ回路がクランプパルスが出
力された直後の1フィールドの期間、サンプルホールド
したレベルに従って固体撮像素子から出力される信号を
クランプするようにしたが、2フィールド毎、即ち1フ
レーム毎にクランプパルス出力し、黒基準レベルクラン
プ回路がクランプパルスが出力された直後の2フィール
ドの期間、サンプルホールドしたレベルに従って固体撮
像素子から出力される信号をクランプするようにしても
良い。
素子に配列されている撮像セルの内、有効撮像領域の上
下のみに、端部から所定の水平走査線分の撮像セルを遮
光するような遮光部を設けると共に、遮光されている撮
像セルから信号が出力されている期間を垂直帰線期間内
の期間にするようにし、更に、遮光されている所定の水
平走査線分の撮像セルの内の、遮光部の端部から1或い
は2水平走査線分離れた位置に存在する1水平走査線分
の撮像セルから信号が出力されている期間に、パルス幅
が水平帰線期間に相当する期間よりも長いクランプパル
スを出力して黒基準レベルクランプを行うための映像信
号の黒レベルをサンプルホールドし、サンプルホールド
した信号のレベルと基準レベルとの差を固体撮像素子か
ら出力される信号に重畳して出力するようにしたもので
あるので、水平帰線期間に於いて黒レベルをサンプルし
ていた従来例に比較して、空間的,時間的に十分な余裕
を得ることができる。
光されている撮像セルの一部に光が照射された場合であ
っても、水平帰線期間より長い時間という十分長い時間
で黒レベルをサンプルするようにしているので、その影
響を従来例に比較して少ないものにすることができる。
即ち、コンデンサの容量の大きい、時定数の長いサンプ
ルホールド回路によりサンプルホールドすることができ
るので、乱反射やピンホールによる影響を少ないものに
することができる。また、上述したようなサンプルホー
ルド回路を使用することにより、サンプルした黒レベル
を長時間保持することができる。更に、遮光部の一部に
乱反射により光が照射されても、その影響をほとんど受
けないものであるので、遮光部の面積を小さなものにす
ることができる。
遮光された或る特定の水平走査線上の撮像セルから出力
される信号を或る期間にわたってサンプルしているた
め、サンプル期間の直前および直後の信号も黒レベルと
なる。従って、たとえ信号電荷の水平方向の転送時に転
送不良が発生してもサンプル結果に影響がなく、正確な
黒レベルをサンプルホールドすることができる。なお、
垂直方向の信号電荷の転送は転送速度が水平方向に比べ
て遥かに遅いため転送不良が発生することは殆どない。
このため、前記特定の水平走査線を信号取り出し側と反
対側に設置し、そのために、垂直転送距離が長くなって
も、垂直転送時には転送不良は発生しないので、問題は
ない。
子から出力される映像信号の黒レベルを正確にサンプル
ホールドすることができるので、安定した黒基準レベル
クランプを行うことができる効果がある。。
成を示す図である。
路図である。
である。
る。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】2次元的に配列されている撮像セルの内、
有効撮像領域の上下のみに、端部から所定の水平走査線
分の撮像セルを遮光するような遮光部を設けた固体撮像
素子と、 該固体撮像素子から出力される信号の内、前記遮光部に
よって遮光された撮像セルから出力される信号のレベル
をクランプパルスに従ってサンプルホールドし、サンプ
ルホールドした信号のレベルと基準レベルとの差を前記
固体撮像素子から出力される信号に重畳して出力する黒
基準レベルクランプ回路と、 前記遮光部によって遮光された撮像セルの内の、前記遮
光部の端部から1或いは2水平走査線分離れた位置に存
在する1水平走査線分の撮像セルから信号が出力されて
いる間、水平帰線期間に相当する期間よりも長いパルス
幅のクランプパルスを前記黒基準レベルクランプ回路に
対して出力すると共に、前記遮光部によって遮光されて
いる撮像セルからの信号出力期間を垂直帰線期間の一部
にする同期信号発生器とを備えたことを特徴とする撮像
装置。 - 【請求項2】前記同期信号発生器は、各垂直帰線期間に
於いて前記クランプパルスを出力する構成を備え、 前記黒基準レベルクランプ回路は、クランプパルスが出
力された直後の1フィールドの期間、前記クランプパル
スに従ってサンプルホールドしたレベルに従って前記固
体撮像素子から出力される信号をクランプする構成を備
えたことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 【請求項3】前記同期信号発生器は、1垂直帰線期間お
きに前記クランプパルスを出力する構成を備え、 前記黒基準レベルクランプ回路は、クランプパルスが出
力された直後の2フィールドの期間、前記クランプパル
スに従ってサンプルホールドしたレベルに従って前記固
体撮像素子から出力される信号をクランプする構成を備
えたことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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JP6261630A Expired - Fee Related JP3019188B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 撮像装置 |
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-
1994
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