JPH06189200A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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Landscapes
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
られる固体撮像装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device used in a video camera or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】ビデオカメラ等で用いられている固体撮
像装置においては、その信号処理の過程で種々の要因に
よりノイズが発生することが知られている。その中で、
固体撮像素子における固定パターンノイズとしては、従
来からすりガラスをのせたような映像となるランダムな
ムラ状のノイズと、縦あるいは横方向に並んだ筋状のノ
イズとの2種類が知られている。2. Description of the Related Art In a solid-state image pickup device used in a video camera or the like, it is known that noise is generated due to various factors in the process of signal processing. inside that,
As fixed pattern noise in a solid-state image pickup device, two types of noise are conventionally known: random uneven noise that produces an image like frosted glass and streak noise arranged vertically or horizontally.
【0003】これらのノイズを補正する方法としては、
従来より図9に示すような回路を用いて行う方法が用い
られていた。すなわち、1画面分の撮像素子のノイズ成
分データをフレームメモリ52に予め記憶させておく。
そして、撮像素子51で生成した撮像信号をプロセス回
路7に出力するときには、この撮像信号からフレームメ
モリ52に記憶されたノイズ成分を減算器6で減算して
出力するという方法である。As a method of correcting these noises,
Conventionally, a method using a circuit as shown in FIG. 9 has been used. That is, the noise component data of the image sensor for one screen is stored in the frame memory 52 in advance.
Then, when the image pickup signal generated by the image pickup element 51 is output to the process circuit 7, the noise component stored in the frame memory 52 is subtracted from the image pickup signal by the subtractor 6 and then output.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、撮像素子のノイズ成分データを記憶す
るために、メモリ量の大きい1画面分のフレームメモリ
を必要とし、このため装置全体の大型化およびコストア
ップという問題を招いていた。ところで、装置を小型化
するためにメモリ量を節約できるラインバッファを用い
てノイズの補正を行うようにする場合がある。しかし、
このようにした場合には、以下に示すような問題があっ
た。すなわち、一般的には固定パターンノイズのうち筋
状のノイズが最も目につきやすいため、このノイズを効
果的に除去する必要がある。しかし、ラインバッファを
用いた場合には、撮像素子のもう1つの固定パターンノ
イズであるムラ状ノイズの影響を受けてしまうため、こ
の筋状ノイズを正確に補正することができないという問
題があった。However, in the above-mentioned conventional example, in order to store the noise component data of the image pickup device, a frame memory for one screen having a large memory amount is required, which increases the size of the entire apparatus. And the problem of cost increase was invited. By the way, noise may be corrected by using a line buffer capable of saving the memory amount in order to downsize the device. But,
In such a case, there were the following problems. That is, in general, streak-like noise is most noticeable among fixed pattern noises, and therefore it is necessary to effectively remove this noise. However, when the line buffer is used, it is affected by uneven noise, which is another fixed pattern noise of the image pickup device, so that there is a problem that the streak noise cannot be accurately corrected. .
【0005】また、フレームメモリに記憶された撮像素
子のノイズ成分データは固定されたものであるので、例
えば温度の変化に応じて変化する暗電流ムラ状ノイズ等
を効果的に除去することができないという問題があっ
た。更に、上記従来例においては、撮像信号の補正をす
る必要のない場合についても一律に補正が行なわれてし
まうので、その場合には画質を向上させるのではなく、
逆に劣化させてしまうという問題があった。Further, since the noise component data of the image pickup device stored in the frame memory is fixed, it is not possible to effectively remove dark current uneven noise which changes in accordance with a change in temperature. There was a problem. Further, in the above-mentioned conventional example, even if it is not necessary to correct the image pickup signal, the correction is uniformly performed. Therefore, in that case, the image quality is not improved.
On the contrary, there was a problem of deterioration.
【0006】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたもので、装置全体を大型化させることなく
撮像素子におけるノイズ成分を確実に除去できるように
するとともに、撮影時のノイズの状態に応じた適正なノ
イズ補正を行うことができるようにすることを目的とし
ている。The present invention has been made in order to solve the above problems, and makes it possible to surely remove noise components in an image pickup device without increasing the size of the entire apparatus and to reduce the noise during photography. The purpose is to enable appropriate noise correction according to the state.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、感光画素が接続されていない信号線を撮像素子の一
部に設けるとともに、上記撮像素子のノイズを補正する
ために用いるノイズ成分データを記憶するラインバッフ
ァを設け、上記ノイズ成分データを上記ラインバッファ
に取り込むときには、上記感光画素が接続されていない
信号線を選択することを特徴とするものである。In the solid-state image pickup device of the present invention, a signal line not connected to a photosensitive pixel is provided in a part of the image pickup element, and noise component data used for correcting noise of the image pickup element. Is provided, and when the noise component data is taken into the line buffer, a signal line to which the photosensitive pixel is not connected is selected.
【0008】本発明の他の特徴とするところは、光電変
換により画像信号を生成する撮像素子と、上記撮像素子
により生成された画像信号を記憶する画像メモリと、上
記撮像素子のノイズ補正を行うためのノイズ成分データ
を生成するノイズ生成手段と、上記画像メモリに記憶さ
れた画像信号から上記ノイズ生成手段により生成された
ノイズ成分データを減算する減算器とを有し、上記画像
信号を上記画像メモリに記憶した後、上記ノイズ生成手
段によりノイズ成分データを生成し、上記画像信号から
上記ノイズ成分データを上記減算器により減算して出力
することを特徴とするものである。Another feature of the present invention is that an image sensor for generating an image signal by photoelectric conversion, an image memory for storing the image signal generated by the image sensor, and noise correction for the image sensor. And a subtractor for subtracting the noise component data generated by the noise generation unit from the image signal stored in the image memory, and the image signal is converted into the image signal. After storing in the memory, noise component data is generated by the noise generating means, and the noise component data is subtracted from the image signal by the subtractor and output.
【0009】上記ノイズ生成手段は、上記撮像素子と、
上記撮像素子への被写体からの光を遮光する遮光手段と
により構成され、上記ノイズ成分データは、上記遮光手
段により被写体からの光を遮光した暗状態において上記
撮像素子により生成されたものであってもよい。The noise generating means includes the image pickup device,
The noise component data is generated by the image sensor in a dark state in which the light from the subject is shielded by the light shielding unit. Good.
【0010】また、上記画像メモリに記憶された画像信
号の状態に応じて上記減算処理を行うか否かを決定する
決定手段を設けてもよい。また、上記画像メモリに記憶
された画像信号のゲインを上げるときには上記減算処理
を必ず行うようにしてもよい。Further, there may be provided a deciding means for deciding whether or not to carry out the subtraction processing according to the state of the image signal stored in the image memory. Further, the subtraction processing may be performed without fail when increasing the gain of the image signal stored in the image memory.
【0011】[0011]
【作用】以上のように本発明によれば、撮像素子の一部
に感光画素が接続されていない信号線を設け、この信号
線より出力される信号を撮像素子のノイズ成分データと
して用いることにより、感光画素の影響を受けないノイ
ズ補正を行うことが可能となるとともに、ノイズ成分デ
ータの取り込みをライン単位で行うことが可能となり、
ノイズ成分データを記憶しておくためのメモリがメモリ
量の少ないラインバッファで十分となる。As described above, according to the present invention, a signal line to which a photosensitive pixel is not connected is provided in a part of the image pickup device, and a signal output from this signal line is used as noise component data of the image pickup device. , It is possible to perform noise correction that is not affected by the photosensitive pixels, and it is possible to capture noise component data line by line.
A line buffer with a small amount of memory is sufficient as a memory for storing the noise component data.
【0012】また、撮像素子のノイズ成分データを生成
するノイズ生成手段を設け、1画面分の撮影毎にノイズ
成分データを生成することにより、その撮影状況に応じ
たノイズ成分データを得ることが可能となり、撮影時の
ノイズの状態に応じたノイズ補正が可能となる。更に、
被写体の画像信号の状態に応じてノイズ補正を行うか否
かを決定し、補正の必要のない場合にはノイズ補正を行
わないようにするとともに、画像信号のゲインを上げる
ときは必ずノイズ補正を行うようにすることにより、撮
影された被写体の状態に応じた最適なノイズ補正が可能
となる。Further, by providing noise generating means for generating noise component data of the image pickup device and generating the noise component data for each photographing of one screen, it is possible to obtain the noise component data according to the photographing situation. Therefore, it is possible to perform noise correction according to the noise state at the time of shooting. Furthermore,
Decide whether to perform noise correction according to the state of the image signal of the subject.If noise correction is not necessary, do not perform noise correction.Always make noise correction when increasing the gain of the image signal. By doing so, it is possible to perform optimum noise correction according to the state of the photographed subject.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の固体撮像装置の一実施例を図
面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施例
を示す固体撮像装置のブロック図である。なお、図1に
おいて、図9に示した従来の固体撮像装置と同一符号を
付した部分は、従来のものと同一機能部分であることを
示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the solid-state image pickup device of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a solid-state imaging device showing a first embodiment of the present invention. It should be noted that in FIG. 1, the portions to which the same reference numerals as those of the conventional solid-state imaging device shown in FIG. 9 are attached have the same functional portions as those of the conventional one.
【0014】撮像素子1はドライバ8により駆動され
る。このドライバ8は同期信号発生回路9から発生され
た駆動パルスPDRにより駆動される。撮像素子1から
の出力信号はスイッチ2によりスイッチされ、可動端子
2aが固定端子A側に切り換えられた場合には、端子A
から撮像出力YS として減算器6の一端に加えられる。
また、可動端子2aが固定端子B側に切り換えられた場
合には、撮像素子1からの出力信号は端子BからA/D
コンバータ3に入力され、デジタルのノイズ成分データ
としてラインバッファ4に蓄えられる。The image pickup device 1 is driven by a driver 8. The driver 8 is driven by the drive pulse PDR generated from the synchronization signal generation circuit 9. The output signal from the image pickup device 1 is switched by the switch 2, and when the movable terminal 2a is switched to the fixed terminal A side, the terminal A
Is applied to one end of the subtracter 6 as the image pickup output Y S.
When the movable terminal 2a is switched to the fixed terminal B side, the output signal from the image pickup device 1 is A / D from the terminal B.
It is input to the converter 3 and stored in the line buffer 4 as digital noise component data.
【0015】このノイズ成分データは、D/Aコンバー
タ5でD/A変換されてアナログのノイズ成分データY
N として減算器6の他端に入力される。そして、前述の
撮像出力YS からこのノイズ成分データYN が減算さ
れ、補正信号Yが得られる。このようにして生成された
補正信号Yは、プロセス回路7に入力され、ホワイトク
リップやアパーチャ補正等の処理を受けてビデオ信号S
vとして出力される。This noise component data is D / A converted by the D / A converter 5, and analog noise component data Y
It is input to the other end of the subtractor 6 as N. Then, the noise component data Y N is subtracted from the above-mentioned image pickup output Y S , and the correction signal Y is obtained. The correction signal Y generated in this way is input to the process circuit 7 and subjected to processing such as white clip and aperture correction, and then the video signal S.
It is output as v.
【0016】図2は、撮像素子1の詳細な構成を示す図
で、ここではMOS型の撮像素子を例としている。すな
わち、1画素はMOS−FET(MOS型の電界効果ト
ランジスタ)11と光ダイオード12とにより構成され
ている。そして、所定数の画素が水平方向および垂直方
向にそれぞれ規則的に配列されて感光部を形成してい
る。この感光部で生成された電荷は、各画素に接続され
た水平信号線13および垂直信号線14を介して読み出
される。FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the image pickup device 1, and here, a MOS type image pickup device is taken as an example. That is, one pixel is composed of a MOS-FET (MOS type field effect transistor) 11 and a photodiode 12. A predetermined number of pixels are regularly arranged in the horizontal direction and the vertical direction to form the photosensitive portion. The charges generated in the photosensitive section are read out via the horizontal signal line 13 and the vertical signal line 14 connected to each pixel.
【0017】この電荷の読み出し動作をもう少し詳しく
説明すると、まず垂直方向については、読み出しライン
を指定するアドレス信号ADRがデコーダ15に入力さ
れ、これにより指定された読み出しラインが垂直レジス
タ16に伝えられる。そして、このようにして指定され
た水平ライン13がアドレス信号ADRに従って順次走
査されていく。次に水平方向については、アドレス信号
ADRにより指定された1つの水平ラインに接続された
各画素の信号が垂直信号線14を介して水平レジスタ1
7の作用により順次出力される。To explain this charge reading operation in a little more detail, first, in the vertical direction, the address signal ADR designating a read line is input to the decoder 15, and the designated read line is transmitted to the vertical register 16. Then, the horizontal line 13 thus designated is sequentially scanned according to the address signal ADR. Next, in the horizontal direction, the signal of each pixel connected to one horizontal line designated by the address signal ADR is transferred to the horizontal register 1 via the vertical signal line 14.
It is sequentially output by the action of 7.
【0018】本実施例では、この水平ラインの最上部に
は感光画素が接続されていないダミーライン18を設け
ているところに特徴がある。そして、このダミーライン
18は、後述する垂直方向の固定パターンノイズの取り
込み時に指定されるものである。The present embodiment is characterized in that a dummy line 18 to which no photosensitive pixel is connected is provided at the top of this horizontal line. The dummy line 18 is designated at the time of capturing fixed pattern noise in the vertical direction, which will be described later.
【0019】次に、図1に示した本実施例の固体撮像装
置の全体の動作について、図3のタイミング図を参照し
て詳細に説明する。Next, the overall operation of the solid-state image pickup device of this embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to the timing chart of FIG.
【0020】図3において、(a)は垂直同期信号VD
を示し、(b)は垂直ブランキング信号VBを示してい
る。まず、タイミングが図3(b)に示すような垂直ブ
ランキング期間に入ると、アドレス信号ADRは、図3
(c)に示すように、図2に示したダミーライン18を
指定する。上述したように、ダミーライン18には感光
画素が接続されていないので、ダミーライン18から出
力される信号はノイズ成分のみであり、撮像素子1の固
定パターンノイズとして用いられる。In FIG. 3, (a) shows the vertical synchronizing signal VD.
And (b) shows the vertical blanking signal VB. First, when the timing enters the vertical blanking period as shown in FIG. 3B, the address signal ADR changes to FIG.
As shown in (c), the dummy line 18 shown in FIG. 2 is designated. As described above, since no photosensitive pixel is connected to the dummy line 18, the signal output from the dummy line 18 is only a noise component and is used as fixed pattern noise of the image sensor 1.
【0021】また、垂直ブランキング期間においては、
図3(d)のように、可動端子2aが固定端子B側を選
択するように、スイッチ信号PSWがスイッチ2に与え
られる。これにより、撮像素子1から出力されたノイズ
成分データがA/Dコンバータ3に入力される。更に、
A/DコンバータパルスPCNT1が、図3(e)に示
すようにオンとなり、A/Dコンバータ3が作動し始め
る。これにより、水平1ライン分のノイズ成分データが
A/D変換され、これがデジタル信号としてラインバッ
ファ4に蓄えられる。In the vertical blanking period,
As shown in FIG. 3D, the switch signal PSW is applied to the switch 2 so that the movable terminal 2a selects the fixed terminal B side. As a result, the noise component data output from the image sensor 1 is input to the A / D converter 3. Furthermore,
The A / D converter pulse PCNT1 is turned on as shown in FIG. 3 (e), and the A / D converter 3 starts to operate. As a result, the noise component data for one horizontal line is A / D converted and stored as a digital signal in the line buffer 4.
【0022】次に、垂直ブランキング期間を終了して有
効期間に入ると、図3(d)のように、可動端子2aが
固定端子A側を選択するように、スイッチ信号PSWが
スイッチ2に与えられる。これにより、この有効期間中
のアドレス信号ADRにより指定された有効ラインにお
ける撮像出力YS が減算器6の一端に入力される。Next, when the vertical blanking period is ended and the effective period is entered, the switch signal PSW is sent to the switch 2 so that the movable terminal 2a selects the fixed terminal A side as shown in FIG. 3 (d). Given. As a result, the imaging output Y S on the valid line designated by the address signal ADR during this valid period is input to one end of the subtractor 6.
【0023】また、この有効期間内ではD/Aコンバー
タ5を駆動するD/AコンバータパルスPCNT2が、
図3(f)に示すようにオンとなり、前述の垂直ブラン
キング期間中にラインバッファ4に蓄えられたノイズ成
分データがアナログのノイズ成分データYN に変換され
て減算器6の他端に入力される。減算器6内では、Y=
YS −YN なる演算が行なわれ、これにより固定パター
ンノイズ成分が取り除かれた補正信号Yが得られる。そ
して、この補正信号Yはプロセス回路7に入力され、こ
こで同期信号等が加えられ、ビデオ信号Svとして出力
される。Further, within this effective period, the D / A converter pulse PCNT2 for driving the D / A converter 5 is
As shown in FIG. 3 (f), it is turned on, and the noise component data accumulated in the line buffer 4 during the vertical blanking period is converted into analog noise component data Y N and input to the other end of the subtractor 6. To be done. In the subtractor 6, Y =
Y S -Y N becomes operation is performed, thereby the fixed pattern noise correction signal Y component is removed is obtained. Then, the correction signal Y is input to the process circuit 7, where a synchronizing signal and the like are added and output as a video signal Sv.
【0024】以上説明した第1の実施例においては、減
算器6での減算処理をアナログ信号を用いて行う場合に
ついて説明したが、デジタル信号を用いて行うようにし
てもよい。図4は、このようにデジタル的に減算処理を
行うようにした第2の実施例としての固体撮像装置を示
す図である。なお、図4において、図1に示した固体撮
像装置と同一の機能部分には同一符号を付してある。In the above-described first embodiment, the case where the subtraction process in the subtractor 6 is performed using an analog signal has been described, but it may be performed using a digital signal. FIG. 4 is a diagram showing a solid-state imaging device as a second embodiment in which the subtraction processing is digitally performed in this way. Note that, in FIG. 4, the same functional portions as those of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0025】図4において、撮像素子1からの出力信号
は、A/Dコンバータ3によりA/D変換されてデジタ
ル信号とされる。撮像素子1からの出力信号は、前述し
た実施例と同様に、図3(a)〜(d)に示すような動
作タイミングで切り換えられ出力された撮像素子1の撮
像出力またはノイズ成分データである。In FIG. 4, the output signal from the image pickup device 1 is A / D converted by the A / D converter 3 into a digital signal. The output signal from the image pickup device 1 is the image pickup output or the noise component data of the image pickup device 1 which is switched and output at the operation timings shown in FIGS. 3A to 3D, as in the above-described embodiment. .
【0026】A/Dコンバータ3から出力されるデジタ
ル信号が撮像素子1の撮像出力をA/D変換したもので
ある場合には、このデジタル信号はスイッチ19の切り
換えにより減算器20の一端に撮像出力YSDとして直接
入力される。また、A/Dコンバータ3から出力される
デジタル信号が撮像素子1のノイズ成分データをA/D
変換したものである場合には、このデジタル信号はスイ
ッチ19の切換によりラインバッファ4に入力され一旦
記憶された後、ノイズ成分データYNDとして減算器20
の他端に入力される。When the digital signal output from the A / D converter 3 is obtained by A / D converting the image pickup output of the image pickup device 1, the digital signal is picked up at one end of the subtractor 20 by switching the switch 19. Directly input as output Y SD . In addition, the digital signal output from the A / D converter 3 converts the noise component data of the image sensor 1 into the A / D
In the case of being converted, this digital signal is input to the line buffer 4 by switching of the switch 19 and once stored, and then is subtracted as the noise component data Y ND by the subtracter 20.
Is input to the other end of.
【0027】そして、減算器20で前述の撮像出力YSD
からこのノイズ成分データYNDが減算されて補正信号Y
D が得られる。この補正信号YD は、プロセス回路7で
同期信号等が付加された後、D/Aコンバータ5に入力
され、アナログ信号に変換されてビデオ信号Svとして
出力される。Then, the subtracter 20 outputs the above-mentioned image pickup output Y SD.
This noise component data Y ND is subtracted from
D is obtained. The correction signal Y D is input to the D / A converter 5 after being added with a synchronizing signal or the like in the process circuit 7, converted into an analog signal and output as a video signal Sv.
【0028】なお、以上説明した第1、第2の実施例で
は、ダミーライン18からのノイズ成分データの取り込
み回数については詳しく述べなかったが、これは1回に
限定されるものではない。例えば、取り込み回数を増や
してその平均値をとるようにすれば、より正確なノイズ
成分データを得ることができる。In the above-described first and second embodiments, the number of times noise component data is fetched from the dummy line 18 has not been described in detail, but this is not limited to once. For example, more accurate noise component data can be obtained by increasing the number of times of capturing and taking the average value.
【0029】以上のように第1、第2の実施例によれ
ば、感光画素が接続されていないダミーライン18から
1ライン単位で得られる信号をフレームメモリに比べて
メモリ量の小さいラインバッファ4にノイズ成分データ
として記憶しておき、これに基づいてノイズ補正を行う
ようにしたので、装置をいたずらに巨大化することな
く、感光画素の影響を受けないノイズ補正が可能とな
り、これにより良好な画質を得ることができる。As described above, according to the first and second embodiments, the signal obtained from the dummy line 18 to which the photosensitive pixel is not connected on a line-by-line basis is smaller in line memory 4 than the frame memory. Since it is stored as noise component data in the memory and noise correction is performed based on the noise component data, it is possible to perform noise correction that is not affected by the photosensitive pixels without enlarging the device unnecessarily. Image quality can be obtained.
【0030】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図5は、本実施例の固体撮像装置を示すブロック
図である。まず図5を用いて本実施例の全体の動作につ
いて簡単に説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the solid-state imaging device of this embodiment. First, the overall operation of this embodiment will be briefly described with reference to FIG.
【0031】図5において、不図示のシャッターボタン
がオンされると、遮光板31が開かれ、遮光板31の前
段に設けられた不図示の光学系によりCCD32の撮像
面上に被写体像が結像され、CCD32により光電変換
される。これにより得られた撮像信号は、A/Dコンバ
ータ33でA/D変換された後、画像信号としてフレー
ムメモリ34に蓄えられる。In FIG. 5, when a shutter button (not shown) is turned on, the light shield plate 31 is opened, and an object image is formed on the image pickup surface of the CCD 32 by an optical system (not shown) provided in front of the light shield plate 31. It is imaged and photoelectrically converted by the CCD 32. The image pickup signal thus obtained is A / D converted by the A / D converter 33 and then stored in the frame memory 34 as an image signal.
【0032】次に、遮光板31が閉じられ暗状態におい
てCCD32により光電変換が行なわれる。これにより
得られる撮像信号は、CCD32の外部からの光を一切
遮断して行なわれる光電変換により得られるものである
から、CCD32の固定パターンノイズのノイズ成分デ
ータSN として用いられる。Next, the light shielding plate 31 is closed and photoelectric conversion is performed by the CCD 32 in the dark state. The image pickup signal obtained in this way is obtained by photoelectric conversion performed by blocking any light from the outside of the CCD 32, and is used as noise component data S N of fixed pattern noise of the CCD 32.
【0033】このようにして得られたノイズ成分データ
SN は、A/Dコンバータ33によるA/D変換等の処
理は受けずに減算器36の一端に直接入力される。な
お、このノイズ成分データSN の読み出しは、後述する
判断動作により不要と判断されたときには行われない。The noise component data S N obtained in this manner is directly input to one end of the subtractor 36 without undergoing the A / D conversion processing by the A / D converter 33. Note that the noise component data S N is not read when it is determined to be unnecessary by the determination operation described later.
【0034】そして、このノイズ成分データSN が減算
器36へ入力されるのに同期して、フレームメモリ34
に蓄えられた被写体の画像信号がD/Aコンバータ35
でD/A変換されてアナログの画像信号SD として減算
器36の他端に入力される。そして、減算器36でS=
SD −SN なる減算処理が行なわれ、CCD32のノイ
ズ成分が除去された補正信号Sが得られる。Then, in synchronization with the input of the noise component data S N to the subtractor 36, the frame memory 34
The image signal of the subject stored in the D / A converter 35
Is D / A converted by and is input to the other end of the subtractor 36 as an analog image signal S D. Then, in the subtractor 36, S =
The subtraction process S D -S N is performed, and the correction signal S from which the noise component of the CCD 32 is removed is obtained.
【0035】この補正信号Sは、スイッチ37の端子B
に入力される。また、スイッチ37の端子Aには未補正
の画像信号SD が入力され、システムコントローラ42
の判断により、補正信号Sあるいは未補正信号SD のど
ちらかが選択される。この判断の方法については後述す
る。そして、選択された信号は、プロセス回路38で所
定の処理が行なわれた後に記録装置39に与えられ、記
録される。This correction signal S is applied to the terminal B of the switch 37.
Entered in. Further, the uncorrected image signal S D is input to the terminal A of the switch 37, and the system controller 42
Depending on the judgment, either the corrected signal S or the uncorrected signal S D is selected. The method of this determination will be described later. Then, the selected signal is given to the recording device 39 and recorded after being subjected to predetermined processing in the process circuit 38.
【0036】次に、上述のシステムコントローラ42に
よるスイッチ37の端子選択の判断方法について、図6
のフローチャートを用いて説明する。まずステップS1
でシャッターがオンされると、ステップS2で遮光板3
1が開かれ、ステップS3で被写体の光電変換が行われ
てその撮像信号(被写体データ)がフレームメモリ34
に取り込まれる。Next, the method of determining the terminal selection of the switch 37 by the system controller 42 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of. First, step S1
When the shutter is turned on in step S2, the light shielding plate 3
1 is opened, photoelectric conversion of the subject is performed in step S3, and the image pickup signal (subject data) is stored in the frame memory 34.
Is taken into.
【0037】ステップS4では、取り込まれた被写体デ
ータの輝度分布のヒストグラム処理を行い、その処理結
果から画像のハイライトポイントHPとダークポイント
DPとを決定する。図7は、このヒストグラム処理の結
果の一例を示す図である。なお、この処理結果は、取り
込まれた被写体データを基に画素を256ステップに分
類し、明るさの順に並べたものである。そして、全体の
99%の値をハイライトポイントHPとし、1%の値を
ダークポイントDPとしている。In step S4, the histogram processing of the luminance distribution of the captured object data is performed, and the highlight point HP and the dark point DP of the image are determined from the processing result. FIG. 7 is a diagram showing an example of the result of this histogram processing. The processing result is obtained by classifying the pixels into 256 steps based on the captured subject data and arranging them in order of brightness. The value of 99% of the whole is set as the highlight point HP, and the value of 1% is set as the dark point DP.
【0038】更に、このようにして得られたハイライト
ポイントHPおよびダークポイントDPの組み合わせか
ら、例えば図8に示すような図表を基にインデックス
(INDEX)を決定する。ここで、インデックスがO
Nの場合にはノイズ成分の読み出しを行い、インデック
スがOFFの場合にはノイズ成分の読み出しは行わない
ことを示している。Further, the index (INDEX) is determined from the combination of the highlight point HP and the dark point DP obtained in this way, for example, based on the chart shown in FIG. Where the index is O
In the case of N, the noise component is read, and in the case of the index being OFF, the noise component is not read.
【0039】次に、ステップS5でインデックスがON
であるかOFFであるかの判定を行う。そして、インデ
ックスがONであると判断すると、ステップS6に移行
して遮光板31を閉じ、ステップS7でCCD32のノ
イズ成分データSN を読み出して減算器36の一端に入
力する。次いで、ステップS8でスイッチ37の可動端
子37aを端子B側に切り換えることにより、減算器3
6で生成された補正信号Sを選択し、ステップS10で
この補正信号Sを記録装置39に記録する。Next, the index is turned on in step S5.
Or OFF is determined. When it is determined that the index is ON, the process proceeds to step S6, the light shielding plate 31 is closed, and the noise component data S N of the CCD 32 is read and input to one end of the subtractor 36 in step S7. Next, in step S8, the movable terminal 37a of the switch 37 is switched to the terminal B side, whereby the subtractor 3
The correction signal S generated in 6 is selected, and the correction signal S is recorded in the recording device 39 in step S10.
【0040】また、ステップS5でインデックスがOF
Fであると判断すると、ステップS6、S7のノイズ成
分データSN の読み出しは行わずにステップS9に移行
し、可動端子37aを端子A側に切り換えることにより
未補正信号SD を選択し、ステップS10でこの未補正
信号SD をを記録装置39に記録する。In step S5, the index is OF
If it is determined that the value is F, the process proceeds to step S9 without reading the noise component data S N in steps S6 and S7, and the uncorrected signal S D is selected by switching the movable terminal 37a to the terminal A side. This uncorrected signal S D is recorded in the recording device 39 in S10.
【0041】以上の本実施例の説明においては、1回で
取り込んだ暗状態における撮像信号そのものをCCD3
2のノイズ成分データSN として用いる場合について説
明したが、これに限定するものではない。例えば、複数
回にわたって取り込んだ暗状態における撮像信号をライ
ンバッファ等を用いて平均化し、これを用いてノイズ補
正を行うようにすれば、ランダム性ノイズの影響を減ら
すこともできる。In the above description of the present embodiment, the image pickup signal itself in the dark state captured at one time is taken by the CCD3.
The case where the noise component data S N of 2 is used has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the effect of random noise can be reduced by averaging image signals in a dark state captured a plurality of times using a line buffer or the like and using this to perform noise correction.
【0042】また、ノイズ成分データSN の読み出しを
行うか否かの選択については、ヒストグラム処理の結果
に基づいて行う場合について説明したが、画像信号のゲ
インを上げるときには、ノイズ成分データSN を常に読
み出してノイズ補正を必ず行うようにしてもよい。ま
た、減算器36での減算動作をデジタル的に行ってもよ
いことは、上述した第2の実施例の場合と同様である。The selection of whether or not to read the noise component data S N has been described based on the result of the histogram processing. However, when the gain of the image signal is increased, the noise component data S N is selected. You may make it always read and always perform noise correction. Also, the subtraction operation in the subtractor 36 may be performed digitally, as in the case of the second embodiment described above.
【0043】以上のように第3の実施例によれば、遮光
板を閉じて生成した暗状態における撮像信号を撮像素子
のノイズ成分データとして用い、これに基づいて撮像素
子の固定パターンノイズの補正を行うようにしたので、
1画面分の撮影毎にその撮影状況に応じたノイズ成分デ
ータを得ることができ、撮影時のノイズの状態に応じた
最適なノイズ補正をすることができる。更に、フレーム
メモリに記憶された画像信号の状態に応じてノイズ補正
を行うか否かを決定し、補正の必要のない場合にはノイ
ズ補正を行わないようにしたので、過剰な補正を防いで
最適なノイズ補正をすることができるとともに、1枚の
撮影時間を短縮することができる。As described above, according to the third embodiment, the image pickup signal in the dark state generated by closing the light shielding plate is used as the noise component data of the image pickup device, and the fixed pattern noise of the image pickup device is corrected based on this. So I did
It is possible to obtain noise component data according to the shooting condition for each shooting of one screen, and it is possible to perform optimum noise correction according to the noise state at the time of shooting. Furthermore, it is determined whether or not noise correction is performed according to the state of the image signal stored in the frame memory, and noise correction is not performed when correction is not necessary, so excessive correction is prevented. Optimal noise correction can be performed, and the time for shooting one image can be shortened.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像素子の一部に感光画素の接続されていない信号線を設
け、この信号線より出力される信号を撮像素子のノイズ
成分データとして用いるようにしたので、感光画素の影
響を受けないノイズ補正を行うことが可能となり、これ
により撮像素子の固定パターンノイズが確実に除去され
た良好な画質を得ることができる。また、この感光画素
の接続されていない信号線を設け、ここからノイズ成分
データを得るようにしたので、ノイズ成分データをライ
ン単位で取り込むことが可能となり、これによりメモリ
量の大きいフレームメモリを用いる必要がなくなり、装
置を小型化することができる。As described above, according to the present invention, a signal line to which a photosensitive pixel is not connected is provided in a part of the image pickup device, and a signal output from this signal line is used as noise component data of the image pickup device. Since it is used, it is possible to perform noise correction that is not affected by the photosensitive pixels, and thus it is possible to obtain good image quality in which fixed pattern noise of the image sensor is reliably removed. Further, since the signal line to which the photosensitive pixel is not connected is provided and the noise component data is obtained from the signal line, it is possible to take in the noise component data on a line-by-line basis, thereby using a frame memory having a large memory amount. There is no need, and the device can be downsized.
【0045】また、ノイズ成分データを生成するノイズ
生成手段と、被写体の画像信号の状態に応じてノイズ補
正を行うか否かの決定をする決定手段とを設け、ノイズ
生成手段により1画面分の撮影毎に生成されたノイズ成
分データを基にノイズ補正を行うとともに、被写体の画
像信号を基に補正の必要がないと判断した場合にはノイ
ズ補正を行わないようにしたので、撮影時のノイズおよ
び被写体の画像信号の状態に応じた最適なノイズ補正を
行うことができ、これにより常に良好な画質を得ること
ができる。また、ノイズ補正を行なわないときは、1画
面分の撮影時間を短縮することができるという効果もあ
る。Further, a noise generating means for generating noise component data and a determining means for determining whether or not to perform noise correction according to the state of the image signal of the subject are provided, and the noise generating means is used for one screen. Noise correction is performed based on the noise component data generated for each shooting, and noise correction is not performed when it is determined that correction is not necessary based on the image signal of the subject. Also, it is possible to perform optimum noise correction according to the state of the image signal of the subject, and thereby always obtain good image quality. Further, when noise correction is not performed, there is an effect that the shooting time for one screen can be shortened.
【図1】第1の実施例の固体撮像装置を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing a solid-state imaging device according to a first embodiment.
【図2】撮像素子の詳細な構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of an image sensor.
【図3】固体撮像装置の全体の動作タイミングを示すタ
イミング図である。FIG. 3 is a timing chart showing the overall operation timing of the solid-state imaging device.
【図4】第2の実施例の固体撮像装置を示すブロック図
である。FIG. 4 is a block diagram showing a solid-state imaging device according to a second embodiment.
【図5】第3の実施例の固体撮像装置を示すブロック図
である。FIG. 5 is a block diagram showing a solid-state imaging device according to a third embodiment.
【図6】第3の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the third embodiment.
【図7】ヒストグラム処理の結果の一例を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing an example of a result of histogram processing.
【図8】ヒストグラム処理の結果から決定されるインデ
ックスを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing indexes determined from the result of histogram processing.
【図9】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional solid-state imaging device.
1 撮像素子 2 スイッチ 2a 可動端子 3 A/Dコンバータ 4 ラインバッファ 5 D/Aコンバータ 6 減算器 7 プロセス回路 9 同期信号発生回路 13 水平信号線 14 垂直信号線 18 ダミーライン 19 スイッチ 20 減算器 31 遮光板 32 CCD 33 A/Dコンバータ 34 フレームメモリ 35 D/Aコンバータ 36 減算器 37 スイッチ 37a 可動端子 38 プロセス回路 39 記録装置 42 システムコントローラ 1 Image Sensor 2 Switch 2a Movable Terminal 3 A / D Converter 4 Line Buffer 5 D / A Converter 6 Subtractor 7 Process Circuit 9 Sync Signal Generation Circuit 13 Horizontal Signal Line 14 Vertical Signal Line 18 Dummy Line 19 Switch 20 Subtractor 31 Light Shading Plate 32 CCD 33 A / D Converter 34 Frame Memory 35 D / A Converter 36 Subtractor 37 Switch 37a Movable Terminal 38 Process Circuit 39 Recording Device 42 System Controller
Claims (5)
像素子の一部に設けるとともに、 上記撮像素子のノイズを補正するために用いるノイズ成
分データを記憶するラインバッファを設け、 上記ノイズ成分データを上記ラインバッファに取り込む
ときには、上記感光画素が接続されていない信号線を選
択することを特徴とする固体撮像装置。1. A signal line to which a photosensitive pixel is not connected is provided in a part of an image sensor, and a line buffer for storing noise component data used for correcting noise of the image sensor is provided. Is taken into the line buffer, a signal line to which the photosensitive pixel is not connected is selected.
素子と、 上記撮像素子により生成された画像信号を記憶する画像
メモリと、 上記撮像素子のノイズ補正を行うためのノイズ成分デー
タを生成するノイズ生成手段と、 上記画像メモリに記憶された画像信号から上記ノイズ生
成手段により生成されたノイズ成分データを減算する減
算器とを有し、 上記画像信号を上記画像メモリに記憶した後、上記ノイ
ズ生成手段によりノイズ成分データを生成し、上記画像
信号から上記ノイズ成分データを上記減算器により減算
して出力することを特徴とする固体撮像装置。2. An image sensor for generating an image signal by photoelectric conversion, an image memory for storing the image signal generated by the image sensor, and noise for generating noise component data for noise correction of the image sensor. And a noise subtraction unit for subtracting the noise component data generated by the noise generation unit from the image signal stored in the image memory, storing the image signal in the image memory, and then generating the noise. A solid-state imaging device, wherein noise component data is generated by the means, and the noise component data is subtracted from the image signal by the subtractor and output.
と、上記撮像素子への被写体からの光を遮光する遮光手
段とにより構成され、 上記ノイズ成分データは、上記遮光手段により被写体か
らの光を遮光した暗状態において上記撮像素子により生
成されたものであることを特徴とする請求項2記載の固
体撮像装置。3. The noise generating means is constituted by the image pickup device and a light shielding means for shielding light from the subject to the image pickup device, and the noise component data includes light from the subject by the light shielding means. The solid-state image pickup device according to claim 2, wherein the solid-state image pickup device is generated by the image pickup device in a dark state shielded from light.
状態に応じて上記減算処理を行うか否かを決定する決定
手段を設けたことを特徴とする請求項2または3記載の
固体撮像装置。4. The solid-state image pickup device according to claim 2, further comprising a determination unit that determines whether or not to perform the subtraction processing according to a state of an image signal stored in the image memory. .
ゲインを上げるときには上記減算処理を必ず行うことを
特徴とする請求項2または3記載の固体撮像装置。5. The solid-state image pickup device according to claim 2, wherein the subtraction process is performed without fail when increasing the gain of the image signal stored in the image memory.
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JP35677792A JP3238968B2 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Solid-state imaging device |
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- 1992-12-22 JP JP35677792A patent/JP3238968B2/en not_active Expired - Lifetime
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