JPH0458225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明はスミア補正回路の改良に係わる。 背景技術とその問題点 先ず、CCD等の固体撮像装置に於いて発生す
るスミアについて、第１図及び第２図を参照して
説明する。第１図に於いて、１はCCDから成る
固体撮像装置を全体として示し、例えばフレーム
トランスフア形の場合であつて、フオトセンサ部
２、ストレージ部３及び出力レジスタ部４から構
成される。尚、斜線の部分、即ちストレージ３及
び出力レジスタ部４は遮光されている。フオトセ
ンサ部２にはレンズ系を通つた被写体からの光が
その面に入射する。斯くすることによつて、フオ
トセンサ部２には入射した光に応じた電荷の像が
形成される。１フイールド期間、即ち1/60秒立つ
と、フオトセンサ部２の電荷像はストレージ部３
に転送される。更に、このストレージ部３の電荷
像は出力レジスタ部４に転送されて、ここで直列
信号に変換され、撮像出力として取出される。 第１図に示す如くフオトセンサ部２の一部に比
較的明るい光の部分が入射し、そこに電荷像が形
成された場合を考える。斯くすると、フオトセン
サ部２からストレージ部３への電荷の転送時に於
いて、フオトセンサ部２の各部の電荷がこの光の
入射部Ｌを通過し、この光によつて励起された電
子が発生するため、この撮像出力をテレビジヨン
受像機の陰極線管で再生した場合は、第２図に示
す如く第１図の入射光の部分Ｌに対応した明るい
像Ｉが映出されると共に、その像Ｉの幅をもつた
垂直方向の明るい帯状の像Ｇが形成される。この
像Ｇの明るさは像Ｉの明るさより低くなつてい
る。斯る像Ｇに対応する固体撮像装置２０上の電
荷像を一般にスミアと呼んでいる。 そこで、従来は第３図に示すようなスミア補正
回路を用いてスミアの発生を阻止するようにして
いた。以下に、かかるスミア補正回路について説
明する。１は第１図と同様な固体撮像装置であ
る。フオトセンサ部１の例えば下端（上端も可）
の最後の行に遮光部２ａを設ける。そして、出力
レジスタ４よりの撮像出力を切換スイツチ（電子
スイツチを可とする）５の可動接点ａに供給す
る。切換スイツチ５の一方の固定接点ｂは１ライ
ンメモリ６の入力側に接続される。メモリ６の出
力側はオンオフスイツチ７を介してその入力側に
接続されている。８は引算器としての差動増幅器
であつて、切換スイツチ５の他方の固定接点ｃが
その非反転入力端子に接続され、メモリ６の出力
側がその反転入力端子に接続される。９は差動増
幅器８の出力の供給される出力端子である。 次にこの第３図のスミア補正回路の動作を説明
する。固体撮像装置１の出力レジスタ部４よりの
撮像信号が切換スイツチ５を介して差動増幅器８
の非反転入力端子に供給される。この撮像信号は
スミア成分を含んでいる。フオトセンサ部２の遮
光部２ａ部分の信号が出力レジスタ部４から出力
されるときには、切換スイツチ５の可動接点ａは
固定接点ｂに切換えられ、垂直帰線期間のある１
ラインのスミア信号がメモリ６に供給される。
又、このときオンオフスイツチ７は略１フイール
ド期間オンになさしめられるので、スミア信号
Smは略１フイールド期間メモリ６に保持される。
そして、切換スイツチ５の可動接点ａは、上述の
遮光部２ａのスミア信号が供給される１ライン期
間を除いて固定接点ｃ側に切換えられているの
で、差動増幅器８に於いて、スミア成分を含む撮
像信号からスミア信号が差し引かれ、出力端子９
にはスミア成分の除去された撮像信号が出力され
る。 ところで、斯る第３図の従来のスミア補正回路
では、１ラインメモリ６から取出されるスミア信
号にノイズが混入しているため、出力端子９から
最終的に得られる撮像信号にはそのノイズが混入
し、スミアが補正される代わりに撮像信号のＳ／
Ｎは劣化する。 そこで、かかるスミア補正された撮像信号の
Ｓ／Ｎ劣化を軽減するために、改良された従来の
スミア補正回路では、固体撮像装置１のフオトセ
ンサ部２の遮光部２ａをNH（但し、Ｎは自然数、
Ｈは水平周期）とし、このＮを可及的に大に選定
し、１ラインメモリ６にて垂直帰線期間中のNH
分のスミア信号を加算して記憶せしめ、メモリ６
より読出されたその加算されたスミア信号のレベ
ルを1/Nに減衰して引算器８に供給するようにし
ていた。このようにすると、スミア補正された撮
像信号のノイズレベルは、第３図のスミア補正回
路に於ける場合のノイズレベルの１／√Ｎとなり、 一応Ｓ／Ｎは向上するが、それでも未だ不十分で
ある。 そこで、更に改良された従来のスミア補正回路
では、垂直帰線期間中のMH（但し、Ｍは自然数）
期間だけ固体撮像装置１の出力レジスタ部４から
のスミア信号の読出しを停止し、このＭを可及的
に大に選定し、その後１ラインの分のレベルのＭ
倍のレベルのスミア信号を出力レジスタ部４から
読出し、これを１ラインメモリ６に記憶せしめ、
メモリ６より読出されたスミア信号のレベルを1/
Ｍに減衰して引算器８に供給するようにしてい
た。このようにすると、ノイズレベルは、第３図
のスミア補正回路に於ける場合のノズルレベルの
１／Ｍとなり、Ｓ／Ｎが一層向上するものである。 しかし、かかるスミア補正回路に於いて、出力
レジスタ部４の信号蓄積容量には自ずから限界が
あるから、Ｍをあまり大きく選定することはでき
ない。即ち、Ｍをあまり大きくすると、出力レジ
スタ部４にオーバーフローが生じる。従つて、か
かる従来のスミア補正回路でも、十分Ｓ／Ｎの良
い撮像信号を得ることは困難である。 発明の目的 斯る点に鑑み本発明は従来に比し一層のＳ／Ｎ
の向上を図つたスミア補正回路を提案しようとす
るものである。 発明の概要 本発明は固体撮像装置より得られたスミア信号
を記憶するメモリを有し、このメモリより読み出
されたスミア信号を、所定の合成比を以つて固体
撮像装置より得られたスミア成分を含む撮像信号
と合成することにより、撮像信号中のスミア成分
を除去するようにしたスミア補正回路に於いて、
固体撮像装置の出力レジスタ部から読み出された
所定ラインのスミア信号のレベルを検出するレベ
ル検出手段と、この検出されたスミア信号のレベ
ル及び出力レジスタ部の蓄積容量に応じた所定ラ
イン数分のスミア信号を出力レジスタ部に加算蓄
積された後読出して上記メモリに書き込ませる制
御手段とを有するものである。 斯かる本発明によれば従来に比し一層のＳ／Ｎ
の向上を図つたスミア補正回路を得ることができ
る。 実施例 以下に第４図を参照して本発明の一実施例を説
明する。尚、第４図において、上述の第３図と対
応する部分には同一符号を付して重複説明を一部
省略する。１は第３図と同様のCCDからなる固
体撮像装置であつて、やはりフレームトランスフ
ア型の場合である。固体撮像装置１の出力レジス
タ部４からの出力は、増幅器１１を介してＡ／Ｄ
変換器12に供給されてデジタル化された後、合成
器（デジタル合成器）８に供給される。９は合成
器８よりの合成出力の得られる出力端子である。
又、合成器８の出力は、切換えスイツチ１３（可
動接点ａ及び固定接点ｂ、ｃを有する）の固定接
点ｂ及び可動接点ａを通じて１ラインメモリ６に
供給されて書込み・記憶されるようになされてい
る。メモリ６より読み出された出力は、合成比を
決定するための減衰器（デジタル減衰器）１４を
介して合成器８に供給されて、Ａ／Ｄ変換器１２
よりの出力から差し引かれる。減衰器１４の減衰
比を1/NMとする。但し、Ｎ、Ｍは夫々自然数で
ある。尚、この減衰器１４は１ラインメモリ６の
入力側に設けても良い。又、メモリ６より読み出
された出力は、切り換えスイツチ１３の固定接点
ｃ及び可動接点ａを通じてメモリ６に供給され
て、循環保持せしめられるようになされている。 １５はクロツクジエネレータであつて、固体撮
像装置１に転送クロツク信号を供給する。 １６はマイクロプロセツサの機能ブロツクを示
す。１７は制御手段であつて、上述のメモリ６、
切換えスイツチ１３及びクロツクジエネレータ１
５はこの制御手段１７によつて制御される。１８
はピーク検出手段で、Ａ／Ｄ変換器１２よりの出
力がこれに供給されてそのピーク値が検出され、
レベル比較手段１９に供給されて、ROM２０か
らの基準レベルと比較される。その比較出力は演
算手段２１に供給され、その演算結果の出力が制
御手段１７に供給される。 次にこの第４図のスミア補正回路のより詳しい
構成及び動作を第５図のフローチヤートをも参照
して説明する。固体撮像装置１のフオトセンサー
部２のたとえば下端の遮光部２ａは垂直帰線期間
の19H分に相当する。先ず、垂直帰線期間の第１
番目のラインのスミア信号が、クロツクジエネレ
ータ１５よりの垂直転送クロツクによつて、スト
レージ部３から出力レジスタ部４に垂直転送され
る。そして、クロツクジエネレータ１５からの水
平転送クロツクによつて、出力レジスタ部４に書
き込まれている垂直帰線期間の第１番目のライン
のスミア信号が読み出されて増幅器１１を介して
Ａ／Ｄ変換器１２に供給される。Ａ／Ｄ変換器１
２より得られたデジタル化された１ライン分のス
ミア信号は、ピーク検出手段１８に供給されてそ
のピーク値ｎが検出される。このスミア信号のピ
ーク値ｎはレベル比較手段１９に供給されて
ROM２０よりの基準レベルと比較される。この
基準レベルとしてはたとえば16段階の基準レベル
があり、その基準レベルは１〜16単位レベルから
なつている。従つて、この場合には、出力レジス
タ部４の蓄積容量は、17単位レベル以上である。
そしてレベル比較手段１９では、ピーク値検出手
段１８により検出されたスミア信号のピーク値ｎ
が上述の何段階の基準レベルに相当するかが検出
される。そして、この検出出力が演算手段２１に
供給されることにより、出力レジスタ部４に加算
蓄積するスミア信号のライン数Ｎ及びメモリ６に
加算蓄積するスミア信号のライン数Ｍが決定され
る。本実施例の演算手段２１では、次の表に示す
ように、Ｎ×Ｍを一定値、例えば16となし、ピー
ク値ｎが１単位レベルのときはＮが１、ピーク値
ｎが２及び３単位レベルのときはＮが２、ピーク
値ｎが４〜７単位レベルのときはＮが４、ピーク
値ｎが８〜15単位レベルのときはＮが８、ピーク
値ｎが16単位レベル以上の時はＮが16となるよう
に設定するようにして、制御手段１７の制御を容
易にすると共に、減衰器１４の構成を簡単にして
いる。

【表】

【表】 このようにしてＮ及びＭの値が決まると、先ず
固体撮像装置１のストレージ部３にクロツクジエ
ネレータ１５よりの垂直転送クロツクを供給して
垂直帰線期間におけるＮライン分のスミア信号を
出力レジスタ部４に転送する。この場合、このＮ
ライン期間中は出力レジスタ部４からの信号の読
み出しを停止する。しかる後、出力レジスタ部４
に加算蓄積されているＮライン分のスミア信号を
読み出して、増幅器１１−AD変換器１２を介し
て合成器８に供給する。そして、合成器８を経た
このＮライン分のスミア信号を切換スイツチ１３
の固定接点ｂ及び可動接点ａを通じてメモリ６に
書き込んで記憶せしめる。 そして、スミア信号のピーク値ｎが16より小さ
いときには、上述の出力レジスタ部４をリセツト
して、再度Ｎライン分のスミア信号を加算蓄積
し、その読出し出力を上述の増幅器１１−Ａ／Ｄ
変換器１２−合成器８−切換えスイツチ１３を介
してメモリ６に加算蓄積せしめる。この操作をＭ
（＝16/N）回繰返えす。しかる後、切換えスイツ
チ１３の可動接点ａを固定接点ｃに切換えて、メ
モリ６を含む閉ループを形成し、メモリ６の内容
を１フイールドの垂直帰線期間を除く期間中循環
させる。そして、垂直帰線期間において、斯る16
ライン分のスミア信号の検出が終了すると、通常
の如く撮像信号のフオトセンサ部２からストレー
ジ部３への転送及びストレージ部３から出力レジ
スタ部４への転送及び出力レジスタ部４からの読
み出しを行ない、得られたスミア成分を有する撮
像信号を増幅器１１を介してＡ／Ｄ変換器１２に
供給し、得られたデジタル化された撮像信号を合
成器８に供給する。そして、メモリ６より循環し
て読み出されたMNライン分のスミア信号を減衰
器１４に供給して１／MNに減衰した後合成器８に 供給して、撮像信号から差し引く。かくすること
により、出力端子９にはスミア成分の除去された
撮像信号が得られる。そして、次のフイールドの
垂直帰線期間が到来すると、メモリ６の内容をリ
セツトし、改めて上述の操作を繰返えす。尚、こ
のスミア成分は検出は上述したように各フイール
ド毎に行なつても良いし、あるいは複数フイール
ド毎に行なつてもよい。 かくすることにより、スミア補正された撮像信
号のＳ／ＮはＮ＝Ｍ＝１のときの

【式】 倍となり、Ｓ／Ｎは大幅に向上する。即ち、１ラ
イン分のスミア信号のレベル（ピーク値が小さい
ときには、出力レジスタ部の加算蓄積（同期加
算）によつてＳ／Ｎを大幅に向上せしめ、１ライ
ン分のスミア信号のレベル（ピーク値）が大きい
ときには、出力レジスタ部の加算蓄積に加えて１
ラインメモリの加算蓄積をも併用するとにより、
スミア信号のレベル及び出力レジスタ部の蓄積容
量に応じて可及的にＳ／Ｎのよい撮像信号を得る
ことができる。 上述の実施例に於いては、固体撮像装置とし
て、フレームトランスフア形のものについて述べ
たが、インターライントランスフア形のものにも
適用でき、又、BBD等の他のCTDも使用でき
る。 発明の効果 上述せる本発明によれば、従来に比し一層の
Ｓ／Ｎの向上を図つたスミア補正回路を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスミア現象を説明するための固体撮像
装置を示す略線図、第２図はスミア現象の発生時
のテレビ画面を示すパターン図、第３図は従来の
スミア補正回路を示すブロツク線図、第４図は本
発明によるスミア補正回路の一実施例を示すブロ
ツク線図、第５図はその説明に供するフローチヤ
ートである。 １は固体撮像装置、２はフオトセンサ部、３は
ストレージ部、４は出力レジスタ部、１８はレベ
ル検出手段、１７は制御手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固体撮像装置より得られたスミア信号を記憶
   するメモリを有し、該メモリより読み出されたス
   ミア信号を、所定の合成比を以つて上記固体撮像
   装置より得られたスミア成分を含む撮像信号と合
   成することにより、上記撮像信号中のスミア成分
   を除去するようにしたスミア補正回路に於いて、
   上記固体撮像装置の出力レジスタ部から読み出さ
   れた所定ラインのスミア信号のレベルを検出する
   レベル検出手段と、該検出されたスミア信号のレ
   ベル及び上記出力レジスタ部の蓄積容量に応じた
   所定ライン数分のスミア信号を上記出力レジスタ
   部に加算蓄積させた後読出して上記メモリに書き
   込ませる制御手段とを有することを特徴とするス
   ミア補正回路。