JP4827508B2 - 撮像システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の画素領域の構成例を示す平面図である。図1に示すように、本実施形態の固体撮像素子は、開口画素領域101、オプティカルブラック(OB)領域102及び黒基準画素(NULL画素)領域103を有する。開口画素領域101は、入射光に応じて発生した電荷を蓄積して出力する。オプティカルブラック領域102は、開口画素領域101の垂直方向の先頭に隣接して設けられた遮光された領域である。黒基準画素領域103は、開口画素領域101の水平方向の先頭に隣接して設けられ、電荷を蓄積するための不純物領域を形成しない領域であり、それ以外は開口画素領域101と同様の構成を有する。
図10は、本発明の第2の実施形態の読み出し回路302の構成例を示すブロック図である。図4の一般的な読み出し回路と異なるのは、クランプ回路の基準電圧が2系統あり、クランプ電圧選択信号Pvsel1、Pvsel2によって、基準電圧VC0R1、VC0R2が供給される構成となっている点である。この構成によれば、黒基準画素領域103をクランプしているときのみ次に示す動作により、出力端子OUTから出力される信号レベルを変化させることが可能となる。
図11は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像素子を用いた撮像システムの信号処理回路部のブロック図を示す。固体撮像装置から出力されたセンサ信号は、プログラマブルゲインアンプ(PGA)1001にて増幅される。この際、基準信号はOBクランプブロックにより生成されたデジタル信号をデジタルアナログ変換器(DAC)1006によってアナログ信号に変換されて供給される。アナログデジタル変換器(ADC)1002は、プログラマブルゲインアンプ1001の出力信号をアナログ形式からデジタル形式に変換する。黒基準画素出力平均化レジスタ1003は、黒基準画素領域103の出力信号を平均化し、その平均化した信号値を記憶する。減算器1004は、アナログデジタル変換器1002の出力信号から黒基準画素出力平均化レジスタ1003の平均値を減算し、出力信号を出力する。OBクランプブロック1005は、減算器1004の出力信号を入力し、図1に示した固体撮像装置のオプティカルブラック領域(OB領域)102の出力信号を基に平均化等の処理をした信号が所望の電圧になるように基準信号を生成する。デジタルアナログ変換器1006は、その基準信号をデジタル形式からアナログ形式に変換し、プログラマブルゲインアンプ1001に出力する。これにより、プログラマブルゲインアンプ1001に入力される信号の基準電圧が決定する。アナログデジタル変換器(ADC)では、増幅されたセンサ信号をデジタル信号に変換する。
図12は、本発明の第4の実施形態によるデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図である。図12に基づいて、第1〜第3の実施形態の固体撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した場合の一例について詳述する。
102 オプティカルブラック領域
103 黒基準画素領域
104 第1の行
105 第2の行
1001 プログラマブルゲインアンプ
1002 アナログデジタル変換器
1003 黒基準画素出力平均化レジスタ
1004 減算器
1005 オプティカルブラッククランプブロック
1006 デジタルアナログ変換器
Claims (4)
- 固体撮像装置と、
信号処理回路とを有し、
前記固体撮像装置は、
入射光に応じて発生した電荷を蓄積して出力する開口画素と、
少なくとも前記開口画素の垂直方向の先頭に隣接して設けられ、暗電流を蓄積可能な蓄積領域を有し、遮光されたオプティカルブラック画素と、
少なくとも前記開口画素の水平方向の先頭及び前記オプティカルブラック画素の水平方向の先頭に隣接して設けられ、電荷を蓄積するための不純物領域を形成しない黒基準画素と、
前記黒基準画素の出力信号を、前記開口画素及び前記オプティカルブラック画素の出力信号に近づく方向にシフトさせるレベルシフト手段とを有し、
前記信号処理回路は、
前記固体撮像装置の出力信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器により増幅された前記黒基準画素の出力信号を平均化する平均化手段と、
前記増幅器の出力信号から前記黒基準画素の出力信号の平均値を減算する減算手段と、
前記減算手段の出力信号を入力し、前記オプティカルブラック画素の出力信号に基づいて、平均値が所望の電圧になるように基準信号を生成するクランプ手段とを有し、
前記増幅器は、前記基準信号を基に前記固体撮像装置の出力信号を増幅し、
前記平均化手段は、前記オプティカルブラック画素の水平方向に設けられる黒基準画素の出力信号の第一の平均値を算出し、その後、前記第一の平均値に対する、前記開口画素の水平方向の先頭に隣接して設けられる黒基準画素の出力信号の第二の平均値の差分だけ、前記第一の平均値を補正し、補正後の前記第一の平均値を前記減算手段に出力することを特徴とする撮像システム。 - 前記レベルシフト手段は、前記黒基準画素の出力信号に対して、前記開口画素及びオプティカルブラック画素の出力信号に対して与える第一のオフセットとは異なる、第二のオフセットを与えることによりレベルシフトすることを特徴とする請求項1記載の撮像システム。
- 前記レベルシフト手段は、前記黒基準画素の出力信号が出力されるときの出力線をリセットする基準電圧を、前記開口画素及び前記オプティカルブラック画素の出力信号が出力されるときの出力線をリセットする基準電圧に対して異ならせるスイッチを有することを特徴とする請求項1又は2記載の撮像システム。
- 前記増幅器は、一方の入力端子に基準電圧を入力し、他方の入力端子に前記固体撮像装置の出力信号を入力する差動増幅器であり、
前記レベルシフト手段は、前記黒基準画素の出力信号を増幅するときの前記差動増幅器の前記基準電圧を、前記開口画素及び前記オプティカルブラック画素の出力信号を増幅するときの前記差動増幅器の前記基準電圧に対して異ならせることを特徴とする請求項1記載の撮像システム。
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