JP5253028B2 - 撮像システムおよびその制御方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明による列ノイズ取得動作について、図1における列回路10、10、…に対して具体例をそれぞれ適用した第1〜第6の実施形態により説明する。なお、以下で説明する列ノイズ取得動作は、特に記載のない限り、1水平期間分の動作である。また、各実施形態において、実際の補正データの取得は、図2を用いて説明したように、列ノイズ取得のための動作を複数回行って取得された列ノイズを列毎に加算平均することで、補正データの精度を高めて行われる。
本発明の第1の実施形態は、列回路群11における列回路10、10、…として列アンプを適用した場合の撮像素子および撮像素子の駆動方法の例である。図3は、本第1の実施形態を適用可能な撮像素子100Aの一例の構成を示す。なお、図3において、上述した図1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本第2の実施形態は、列回路群11における列回路10、10、…として列アンプおよびノイズ除去回路を適用した場合の撮像素子および撮像素子の駆動方法の例である。図6は、本第2の実施形態を適用可能な撮像素子100Bの一例の構成を示す。なお、図6において、上述した図1および図3と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態による撮像素子および撮像素子の駆動方法の例ついて説明する。本第3の実施形態は、列回路群11における列回路10、10、…として、列アンプおよびノイズ除去回路を適用すると共に、転送容量の出力バッファアンプとしてソースフォロワを備える場合の例である。図9は、本第3の実施形態を適用可能な撮像素子100Cの一例の構成を示す。なお、図9において、上述した図1および図6と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本第4の実施形態は、列回路群11における列回路10、10、…として列アンプおよび列A/D回路を適用した場合の撮像素子および撮像素子の駆動方法の例である。図10は、本第4の実施形態を適用可能な撮像素子100Dの一例の構成を示す。なお、図10において、上述した図1と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第5の実施形態による撮像素子および撮像素子の駆動方法の例ついて説明する。本第5の実施形態は、上述の第1の実施形態で説明した撮像素子100Aを用い、列ノイズ取得のための駆動方法が異なる例である。なお、本第5の実施形態において、画素50、50、…から通常読み出しで電荷を読み出す駆動タイミングは、図4を用いて説明した、第1の実施形態における通常読み出しの駆動タイミングと同一であるので、ここでの説明を省略する。
次に、本発明の第6の実施形態による撮像素子および撮像素子の駆動方法の例ついて説明する。図14は、本第6の実施形態を適用可能な撮像素子100Eの一例の構成を示す。なお、図14において、上述した図6と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の実施の第7の形態について説明する。本第7の実施形態は、上述の各実施形態による撮像素子100A〜100Eおよび各撮像素子の駆動方法を、撮像装置に適用した例である。図17は、本発明の第7の実施形態に適用可能な撮像装置300の一例の構成を示す。なお、以下では、特に記載のない限り、各実施形態による撮像素子100A〜100Eを、撮像素子100で代表させて説明する。
2 フォトダイオード
3 転送スイッチ
4 リセットスイッチ
5 蓄積容量
6 ソースフォロワアンプ
7 行選択スイッチ
8 垂直出力線
10 列回路
11 列回路群
12 水平読み出し線
13 水平走査回路
14 出力アンプ
100 撮像素子
106 アナログフロントエンド部
110 デジタル信号処理部
111 制御部
115 タイミング発生部
200 ノイズ補正回路
202 A/D変換部
203 補正処理回路
205 列方向加算平均回路
206 補正データ用メモリ
207 減算器
300 撮像装置
Claims (7)
- マトリクス状に配置された複数の画素が列毎に設けられた複数の列出力線に接続され、該列出力線の電圧に応じた信号が該列出力線ごとに設けられた列回路を介してそれぞれ行出力線に出力される固体撮像素子を有する撮像システムであって、
前記複数の画素は、光電変換により電荷を発生する複数の光電変換素子と、複数の蓄積手段に蓄積された電荷を増幅して電圧に変換する複数のソースフォロワアンプと、前記複数の光電変換素子で発生した電荷を前記複数の蓄積手段に転送するための複数の転送手段と、前記複数のソースフォロワアンプを前記列出力線に接続する複数の選択手段とを備え、
前記撮像システムは、
前記複数の選択手段を制御することにより前記複数のソースフォロワアンプを行毎に前記列出力線に接続する列出力手段と、
前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に順次出力する行出力手段と、
第1の駆動方法及び第2の駆動方法のいずれかにより前記列出力手段および前記行出力手段を制御する制御手段と、
前記第1の駆動方法で制御して得られた前記行出力線からの信号に基づいて補正データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された補正データを用いて、前記第2の駆動方法で制御して得られた前記行出力線からの信号を補正する補正手段とを有し、
前記第1の駆動方法は、前記複数の選択手段により前記複数のソースフォロワアンプが前記列出力線に接続されないように前記列出力手段を制御すると共に、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力するように前記行出力手段を制御する駆動方法であり、
前記第2の駆動方法は、前記複数の選択手段により前記複数のソースフォロワアンプが前記列出力線に接続されるように前記列出力手段を制御すると共に、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力するように前記行出力手段を制御する駆動方法であることを特徴とする撮像システム。 - 前記制御手段は、前記第1の駆動方法による制御を、前記第2の駆動方法による制御の前に行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
- 前記制御手段は、前記第2の駆動方法による制御を連続的に行った場合、所定時間経過後に前記第1の駆動方法による制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
- 前記列回路は、CMOS構造により前記固体撮像素子内にオンチップで形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の撮像システム。
- 前記取得手段は、前記第1の駆動方法で制御して得られた前記行出力線からの信号を、列毎に加算平均することにより前記補正データを取得することを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
- マトリクス状に配置された複数の画素が列毎に設けられた複数の列出力線に接続され、該列出力線の電圧に応じた信号が該列出力線ごとに設けられた列回路を介してそれぞれ行出力線に出力される固体撮像素子を有する撮像システムの制御方法であって、
前記複数の画素は、光電変換により電荷を発生する複数の光電変換素子と、複数の蓄積手段に蓄積された電荷を増幅して電圧に変換する複数のソースフォロワアンプと、前記複数の光電変換素子で発生した電荷を前記複数の蓄積手段に転送するための複数の転送手段と、前記複数のソースフォロワアンプを前記列出力線に接続する複数の選択手段とを備え、
前記撮像システムの制御方法は、
制御手段が、前記複数の選択手段により前記複数のソースフォロワアンプが前記列出力線に接続されないように制御すると共に、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力する第1の出力ステップと、
取得手段が、前記第1の出力ステップで得られた前記行出力線からの信号に基づいて補正データを取得する取得ステップと、
前記制御手段が、行毎に、前記複数の選択手段により前記複数のソースフォロワアンプが前記列出力線に接続されるように制御すると共に、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力する第2の出力ステップと、
補正手段が、前記第2の出力ステップで得られた信号を、前記取得ステップにより取得された補正データを用いて補正する補正ステップと
を有することを特徴とする制御方法。 - 光電変換により電荷を発生する複数の光電変換素子と、複数の蓄積手段に蓄積された電荷を増幅して電圧に変換する複数のソースフォロワアンプと、前記複数の光電変換素子で発生した電荷を前記複数の蓄積手段に転送するための複数の転送手段と、前記複数のソースフォロワアンプを前記列出力線に接続する複数の選択手段とを備え、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数の画素に列ごとに接続された列出力線と、前記列出力線ごとに設けられた列回路と、前記列回路に接続された行出力線と、前記複数の選択手段を制御することにより前記複数のソースフォロワアンプを前記列出力線に接続する列出力手段と、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力する行出力手段とを備えた固体撮像素子と、
第1の駆動方法及び第2の駆動方法のいずれかにより前記固体撮像素子を制御する制御手段と、
前記固体撮像素子を前記第1の駆動方法で制御することで前記固体撮像素子から出力された信号から補正データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された補正データを用いて、前記固体撮像素子を前記第2の駆動方法で制御することで前記固体撮像素子から出力された信号を補正する補正手段とを有し、
前記第1の駆動方法は、前記複数の選択手段により前記複数のソースフォロワアンプを前記列出力線に接続しないように前記列出力手段を制御すると共に、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力するように前記行出力手段を制御する駆動方法であり、
前記第2の駆動方法は、前記複数の選択手段により前記複数のソースフォロワアンプを前記列出力線に接続するように前記列出力手段を制御すると共に、前記列出力線の電圧に応じた信号を前記列回路を介して前記行出力線に出力するように前記行出力手段を制御する駆動方法であることを特徴とする撮像システム。
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