JP4664118B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
12 操作部
14 システム制御部
16 タイミング発生器
18 駆動部
20 撮像部
22 前処理部
24 A/D変換部
26 画像メモリ
28 信号処理部
30 記録部
32 GCA
34 水平転送効率補正部
Claims (5)
- 複数の画素が行および列方向に配列される撮像面で入射光を光電変換して前記画素ごとに信号電荷を生成し、前記撮像面から転送される各行の信号電荷を水平転送路で水平方向にシフトして局部で絞込みを行って出力回路に転送し、該出力回路で転送された前記信号電荷を電気信号に変換して出力する撮像手段と、
前記電気信号をアナログ信号処理およびアナログ・ディジタル変換処理してディジタル画像信号を生成し、さらに該ディジタル画像信号をディジタル信号処理する信号処理手段とを含む固体撮像装置において、
前記信号処理手段は、前記ディジタル画像信号に基づいて、前記局部で転送されなかった信号電荷の局部取り残し量と、前記水平転送路の全段で転送されなかった信号電荷の全段取り残し量とを解析する転送残り量解析手段と、
前記局部取り残し量に基づいて前記局部における信号電荷転送に対する局部水平転送残り量を算出し、前記全段取り残し量に基づいて前記水平転送路の各段における信号電荷転送に対する平均水平転送残り量を算出する水平転送残り量算出手段と、
前記局部水平転送残り量および前記平均水平転送残り量に基づいて前記水平転送路の水平方向位置ごとに転送効率補正量を算出する補正量算出手段と、
前記ディジタル画像信号の内、撮像画像を示す各画素データを、その水平方向位置に応じた前記転送効率補正量を用いて補正する水平転送効率補正手段とを含み、
前記撮像面は、入射光をその受光光量に応じたレベルの信号電荷に光電変換する感光部を複数個備えた有効領域と、入射光に拘らず、ほとんどゼロレベルで信号電荷を得る非感光部を複数個備えた局部非有効領域および全段非有効領域とを含み、
前記有効領域は、前記撮像面のほぼ中央に設けられて、前記撮像画像を形成するための信号電荷を生成し、
前記局部非有効領域および前記全段非有効領域は、少なくとも前記撮像面の水平方向の両端に設けられ、前記撮像面の水平方向に対して前記出力回路が備わる側を出力側とするとき、該出力側に前記局部非有効領域を設けて、該局部非有効領域における前記非感光部を局部非感光部とし、前記出力側の反対側に前記全段非有効領域を設けて、該全段非有効領域における前記非感光部を全段非感光部とし、前記感光部を備えた局部測定用感光領域および全段測定用感光領域を、それぞれ、前記局部非感光部および前記全段非感光部の出力側に備え、
前記転送残り量解析手段は、前記局部測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく局部前方画像データと、前記局部非感光部から得られる信号電荷に基づく局部後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記全段測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく全段前方画像データと、前記全段非感光部から得られる信号電荷に基づく全段後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記水平転送残り量算出手段は、前記局部前方画像データおよび前記局部後方画像データに基づいて、信号量に応じた局部水平転送残り量を算出し、
前記全段前方画像データおよび前記全段後方画像データに基づいて、信号量に応じた全段水平転送残り量を算出し、
前記局部水平転送残り量および前記全段水平転送残り量に基づいて、前記水平転送路の各段で均等な平均水平転送残り量を算出し、
前記補正量算出手段は、前記局部水平転送残り量および前記平均水平転送残り量に基づいて、前記水平転送路の水平方向位置に応じた各段水平転送残り量を算出し、該各段水平転送残り量を用いて、前記水平方向位置に応じた転送効率補正量を算出することを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置において、前記局部非有効領域および前記全段非有効領域は、前記有効領域の水平方向の両端に、前記有効領域を挟むように設けられ、
前記全段測定用感光領域は、前記有効領域において前記全段非感光部に最も近い画素列とすることを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項2に記載の固体撮像装置において、前記転送残り量解析手段は、前記撮像面における0列目の前記局部測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく前記局部前方画像データと、前記撮像面における1列目の前記局部非感光部から得られる信号電荷に基づく前記局部後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記撮像面におけるH列目の前記全段測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく前記全段前方画像データと、前記撮像面におけるH+1列目の前記全段非感光部から得られる信号電荷に基づく前記全段後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記水平転送残り量算出手段は、前記局部前方画像データに対する前記局部後方画像データの対応関係を、信号量Sに応じた関数f0(S)として前記局部水平転送残り量を算出し、
前記全段前方画像データに対する前記全段後方画像データの対応関係を、信号量Sに応じた関数fH(S)として前記全段水平転送残り量を算出し、
前記平均水平転送残り量を、関数g(S)として、数式g(S)=(fH(S)-f0(S))/Hで算出し、
前記補正量算出手段は、前記水平転送路の水平方向位置xに応じた各段水平転送残り量を、関数f(S,x)として、数式f(S,x)=f0(S)+x*g(S)で算出し、
前記水平方向位置xに応じた転送効率補正量を、関数ΔS(x)として、数式ΔS(x)=f(S,x)-f(S,x-1)で算出することを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置において、前記局部非有効領域および前記全段非有効領域は、前記有効領域の垂直方向の上部または下部に設けられ、前記局部非有効領域および前記全段非有効領域の間に、1つ以上の経過非有効領域を設けて、該経過非有効領域における前記非感光部を経過非感光部とし、
前記経過非有効領域は、前記感光部を備えた経過測定用感光領域を、前記経過非感光部の出力側に備え、
前記転送残り量解析手段は、前記経過測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく経過前方画像データと、前記経過非感光部から得られる信号電荷に基づく経過後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記水平転送残り量算出手段は、前記経過前方画像データおよび前記経過後方画像データに基づいて、信号量に応じた経過水平転送残り量を算出し、
前記局部水平転送残り量および前記経過水平転送残り量に基づいて、前記経過非感光部までの前記水平転送路の各段で均等な経過平均水平転送残り量を算出し、
前記補正量算出手段は、前記局部水平転送残り量および前記経過平均水平転送残り量に基づいて、前記経過非感光部までの前記水平転送路の水平方向位置に応じた経過の各段水平転送残り量を算出し、
該経過の各段水平転送残り量を用いて、前記水平方向位置に応じた経過の転送効率補正量を算出することを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項4に記載の固体撮像装置において、前記経過非有効領域は、前記局部非有効領域および前記全段非有効領域の間に、所定の間隔をおいてN個設けられ、
前記転送残り量解析手段は、前記撮像面における0列目の前記局部測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく前記局部前方画像データと、前記撮像面における1列目の前記局部非感光部から得られる信号電荷に基づく前記局部後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記撮像面におけるH列目の前記全段測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく前記全段前方画像データと、前記撮像面におけるH+1列目の前記全段非感光部から得られる信号電荷に基づく前記全段後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記出力側からM番目の前記経過測定用感光領域、すなわち前記撮像面におけるM*H/(N+1)列目の前記経過測定用感光領域から得られる信号電荷に基づく前記経過前方画像データと、前記出力側からM番目の前記経過非感光部、すなわち前記撮像面におけるM*H/(N+1)+1列目の前記経過非感光部から得られる信号電荷に基づく前記経過後方画像データとを画素行ごとに検出し、
前記水平転送残り量算出手段は、前記局部前方画像データに対する前記局部後方画像データの対応関係を、信号量Sに応じた関数f0(S)として前記局部水平転送残り量を算出し、
前記全段前方画像データに対する前記全段後方画像データの対応関係を、信号量Sに応じた関数fH(S)として前記全段水平転送残り量を算出し、
前記経過前方画像データに対する前記経過後方画像データの対応関係を、信号量Sに応じた関数fM(S)として前記経過水平転送残り量を算出し、
(M-1)*H/(N+1)+1列目からM*H/(N+1)列目までの前記平均水平転送残り量を、関数gM(S)として、数式gM(S)=(fM(S)-f0(S))/(M*H/(N+1))で算出し、
N*H/(N+1)+1列目からH列目までの前記平均水平転送残り量を、関数gH(S)として、数式gH(S)=(fH(S)-f0(S))/Hで算出し、
前記補正量算出手段は、(M-1)*H/(N+1)+1列目からM*H/(N+1)列目までの前記水平転送路の水平方向位置xに応じた各段水平転送残り量を、関数fM(S,x)として、数式fM(S,x)=f0(S)+x*gM(S)で算出し、
N*H/(N+1)+1列目からH列目までの前記水平転送路の水平方向位置xに応じた各段水平転送残り量を、関数fH(S,x)として、数式fH(S,x)=f0(S)+x*gH(S)で算出し、
(M-1)*H/(N+1)+1列目からM*H/(N+1)列目までの前記水平方向位置xに応じた転送効率補正量を、関数ΔSM(x)として、数式ΔSM(x)=fM(S,x)-fM(S,x-1)で算出し、
N*H/(N+1)+1列目からH列目までの前記水平方向位置xに応じた転送効率補正量を、関数ΔSH(x)として、数式ΔSH(x)=fH(S,x)-fH(S,x-1)で算出することを特徴とする固体撮像装置。
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