JPH0998350A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH0998350A
JPH0998350A JP7254319A JP25431995A JPH0998350A JP H0998350 A JPH0998350 A JP H0998350A JP 7254319 A JP7254319 A JP 7254319A JP 25431995 A JP25431995 A JP 25431995A JP H0998350 A JPH0998350 A JP H0998350A
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JP
Japan
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image pickup
solid
pickup signal
state
signal
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Withdrawn
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JP7254319A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Usami
真 宇佐美
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0998350A publication Critical patent/JPH0998350A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce various kinds of noise signal from an image signal without being affected by ambient temperature change. SOLUTION: A controller 13 obtains an image pickup signal with shut light and an image pickup signal without shut light for each field time from a CCD image sensor 3. An image pickup signal via a CDS circuit 5 and an image pickup signal delayed by one field time via a field memory 9 are fed to a switching circuit 11 and switched based on the controller 13. A difference detection circuit 12 detects a difference between picture signals fed from the switching circuit 12 to obtain the image pickup signal only from which the noise component is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子から
発生する雑音を低減することができる固体撮像装置に関
し、特に、固体撮像素子の温度変化等によって撮影中に
発生又は変化する雑音等を低減する固体撮像装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device capable of reducing noise generated from a solid-state image pickup element, and more particularly to reducing noise or the like generated or changed during photographing due to temperature change of the solid-state image pickup element. The present invention relates to a solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、固体撮像装置は、被写体の光学
像を固体撮像素子により電気的な3原色信号に変換し、
それら3原色信号を例えばγ補正、ニー補正、ホワイト
バランス調整等により所定の標準信号に調整する。
2. Description of the Related Art Generally, a solid-state image pickup device converts an optical image of a subject into electric three primary color signals by a solid-state image pickup element.
The three primary color signals are adjusted to a predetermined standard signal by, for example, γ correction, knee correction, white balance adjustment, or the like.

【0003】固体撮像装置は、こうした色信号の調整の
前に、固体撮像素子において発生するランダム雑音や、
シェーディング,ブレミッシュ,スミア等の各種の雑音
を低減しなければならない。
Prior to such adjustment of color signals, the solid-state image pickup device has a random noise generated in the solid-state image pickup element,
Various types of noise such as shading, blemishes and smears must be reduced.

【0004】そこで、固体撮像装置では、相関二重サン
プリング(以下、CDS:Correlated Double Sampling
という)回路を用いて、ランダム雑音を低減している。
しかし、CDS回路は、シェーディング,ブレミッシ
ュ,スミア等の各種の雑音を低減することはできない。
Therefore, in the solid-state image pickup device, a correlated double sampling (hereinafter, referred to as CDS: Correlated Double Sampling)
Circuit) is used to reduce random noise.
However, the CDS circuit cannot reduce various noises such as shading, blemishes, and smear.

【0005】このような問題を解決するため、従来の固
体撮像装置は、CDS回路のみならず、他の雑音低減回
路も用いてる。
In order to solve such a problem, the conventional solid-state image pickup device uses not only the CDS circuit but also other noise reduction circuits.

【0006】例えば図5に示すように、従来の固体撮像
装置100は、液晶シャッタ101と、固体撮像素子1
02と、ランダム雑音を低減するためのCDS回路10
3と、アナログ/ディジタル(以下、A/Dという)変
換器104と、切換回路105と、雑音成分のみのデー
タを記憶する雑音用メモリ106と、差分検出回路10
7と、液晶シャッタ101及び切換回路105を制御す
るコントローラ108とを備える。そして、図示しない
シャッタスイッチが押されると、コントローラ108
は、液晶シャッタ101を閉じて固体撮像素子102を
遮光し、同時に切換回路105を雑音用メモリ106側
に切り換える。そして、遮光したときの固体撮像素子1
02から得られた撮像信号は、CDS回路103でいわ
ゆるランダム雑音が低減され、A/D変換器104で撮
像データに変換される。その撮像データは、切換回路1
05を介して雑音用メモリ106に記憶される。
For example, as shown in FIG. 5, a conventional solid-state image pickup device 100 includes a liquid crystal shutter 101 and a solid-state image pickup element 1.
02 and a CDS circuit 10 for reducing random noise
3, an analog / digital (hereinafter referred to as A / D) converter 104, a switching circuit 105, a noise memory 106 for storing only data of a noise component, and a difference detection circuit 10.
7 and a controller 108 that controls the liquid crystal shutter 101 and the switching circuit 105. When a shutter switch (not shown) is pressed, the controller 108
Closes the liquid crystal shutter 101 to shield the solid-state image sensor 102 from light, and simultaneously switches the switching circuit 105 to the noise memory 106 side. Then, the solid-state image sensor 1 when shielded from light
The image pickup signal obtained from 02 is subjected to so-called random noise reduction in the CDS circuit 103, and converted into image pickup data in the A / D converter 104. The imaged data is the switching circuit 1
It is stored in the noise memory 106 via 05.

【0007】つぎに、コントローラ108は、液晶シャ
ッタ101を開いて、切換回路105を切り換える。そ
して、固体撮像素子102から得られた被写体の撮像信
号は、CDS回路103でランダム雑音が低減され、A
/D変換器104で撮像データに変換される。その撮像
データは、切換回路105を介して差分検出回路107
に供給される。差分検出回路107は、被写体の撮像デ
ータから雑音用メモリ106に記憶されている撮像デー
タの差分を検出する。その結果、差分検出回路107
は、CDS回路103で低減することができなかった雑
音をキャンセルして、十分に雑音が低減された撮像信号
を出力することができる。
Next, the controller 108 opens the liquid crystal shutter 101 and switches the switching circuit 105. Then, in the image pickup signal of the subject obtained from the solid-state image pickup device 102, random noise is reduced by the CDS circuit 103.
The image is converted by the / D converter 104 into image pickup data. The image pickup data is sent to the difference detection circuit 107 via the switching circuit 105.
Is supplied to. The difference detection circuit 107 detects the difference between the imaged data of the subject and the imaged data stored in the noise memory 106. As a result, the difference detection circuit 107
Can cancel noise that could not be reduced by the CDS circuit 103 and output an image pickup signal with sufficiently reduced noise.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この固体撮
像装置100は、撮像中の温度変化等による後発的に生
じたブレミッシュ雑音等を低減することはできない。
However, the solid-state image pickup device 100 cannot reduce the blemisch noise or the like that is generated later due to a temperature change or the like during image pickup.

【0009】とりわけ、ブレミッシュ雑音のもととなる
暗電流は、シャッタを閉じて固体撮像素子に入る光を遮
断しているときでも、周辺の温度等の影響によって固体
撮像素子から流れ、雑音を発生する。この暗電流は、感
光素子への光を遮断したときでもその感光素子から得ら
れる信号電荷が零とはならず、一定の値をもっているも
のである。この値は、環境温度によって変化し、通常、
温度が8〜10℃上昇すると2倍になる。従って、撮像
信号は、暗電流が流れると、温度上昇と共に撮像信号の
ダイナミックレンジが減少すると共に、S/N比も減少
するため、感度ムラも増大する。
In particular, the dark current which causes the blemisch noise flows from the solid-state image sensor due to the influence of the ambient temperature even when the shutter is closed to block the light entering the solid-state image sensor, and noise is generated. To do. This dark current has a constant value without the signal charge obtained from the photosensitive element becoming zero even when the light to the photosensitive element is blocked. This value varies with the ambient temperature and is usually
It doubles when the temperature rises by 8-10 ° C. Therefore, when a dark current flows in the image pickup signal, the dynamic range of the image pickup signal decreases as the temperature rises, and the S / N ratio also decreases, resulting in increased sensitivity unevenness.

【0010】そこで、固体撮像装置100では、後発的
に発生又は変化したブレミッシュ雑音等を低減するため
には、雑音用メモリ106に記憶されている撮像データ
を入れ換えなければならない。そして、この撮像データ
の入れ換えは、一度液晶シャッタ101を閉じなければ
ならないので、撮影を一度中止しなければならなず、手
間がかかってしまう。
Therefore, in the solid-state image pickup device 100, the image pickup data stored in the noise memory 106 must be exchanged in order to reduce the Bremish noise or the like that is generated or changed subsequently. Since the liquid crystal shutter 101 has to be closed once for this replacement of the image pickup data, the photographing must be stopped once, which is troublesome.

【0011】また、例えば放送用カメラ装置のように、
予めブレミッシュ補正回路を備える固体撮像装置がある
が、そのような固体撮像装置では、温度に対する追従性
が十分でなく、また、正確な補正レベルの調整も難しか
った。
Further, like a broadcasting camera device,
Although there is a solid-state imaging device provided with a Blemish correction circuit in advance, such a solid-state imaging device has insufficient temperature followability and it is difficult to accurately adjust the correction level.

【0012】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、環境による温度変化等の影響を受けず
に、撮像信号から各種の雑音を低減して画質の良好な撮
像信号を出力する固体撮像装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and outputs various kinds of noise from an image pickup signal and outputs an image pickup signal having a good image quality, without being affected by temperature changes due to the environment. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that does

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、上述の課題を解決するために、撮像光に応じた全
画素の撮像信号を1フィールド期間毎に出力する固体撮
像素子と、固体撮像素子から出力される撮像信号を、1
フィールド期間毎に遮光した撮像信号及び遮光しない撮
像信号に制御するためのシャッタ手段と、固体撮像素子
から出力される撮像信号に、1フィールド期間の遅延を
施して出力する遅延手段と、固体撮像素子から遅延手段
を介して出力された撮像信号と固体撮像素子から出力さ
れた撮像信号との差分を検出する差分検出手段と、固体
撮像素子から1フィールド期間毎に遮光した撮像信号及
び遮光しない撮像信号が得られるようにシャッタ手段を
制御する制御手段とを備える。
In order to solve the above-mentioned problems, a solid-state image pickup device according to the present invention includes a solid-state image pickup device which outputs image pickup signals of all pixels corresponding to image pickup light every one field period. The imaging signal output from the solid-state imaging device is set to 1
Shutter means for controlling an image pickup signal which is shielded and an image pickup signal which is not shielded for each field period, a delay means which delays and outputs an image pickup signal outputted from the solid-state image pickup element for one field period, and a solid-state image pickup element Difference detecting means for detecting the difference between the image pickup signal output from the solid-state image pickup device and the image pickup signal output from the solid-state image pickup device, and the image pickup signal and the light-shielding image pickup signal shielded from the solid-state image pickup device for each field period. And a control means for controlling the shutter means.

【0014】そして、この固体撮像装置では、制御手段
は、シャッタ手段を制御することによって、固体撮像素
子から1フィールド期間毎に遮光した撮像信号及び遮光
しない撮像信号を得る。差分検出手段は、固体撮像手段
から得られた撮像信号と遅延手段によって1フィールド
期間遅延された撮像信号との差分を検出することによ
り、雑音成分が低減された撮像信号のみを得ることがで
きる。
In this solid-state image pickup device, the control means controls the shutter means to obtain an image pickup signal and a non-light-shielded image pickup signal for each field period from the solid-state image pickup device. The difference detection unit can obtain only the image pickup signal in which the noise component is reduced by detecting the difference between the image pickup signal obtained from the solid-state image pickup unit and the image pickup signal delayed for one field period by the delay unit.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体撮像装置
の第1の実施の形態について、図面を参照しながら説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】固体撮像装置1は、例えば図1に示すよう
に、液晶シャッタ2と、1フィールド期間に全画素の撮
像信号を読み出す2ライン方式のCCDイメージセンサ
3と、レジスタ4,6と、撮像信号からいわゆるランダ
ム雑音を低減する相関二重サンプリング(以下、CD
S:Correlated Double Samplingという)回路5,7
と、アナログ/ディジタル(以下、A/Dという)変換
器8と、遅延回路としての働きをするフィールドメモリ
9と、D/A変換器10と、撮像信号の切換を行う切換
回路11と、撮像信号から雑音成分を低減するための差
分検出回路12と、液晶シャッタ2及び切換回路9を制
御するコントローラ13とを備える。
As shown in FIG. 1, for example, the solid-state image pickup device 1 includes a liquid crystal shutter 2, a two-line type CCD image sensor 3 for reading out image pickup signals of all pixels in one field period, registers 4 and 6, and an image pickup device. Correlated double sampling (hereinafter referred to as CD
S: Correlated Double Sampling) Circuits 5, 7
An analog / digital (hereinafter referred to as A / D) converter 8, a field memory 9 functioning as a delay circuit, a D / A converter 10, a switching circuit 11 for switching an imaging signal, and an imaging A difference detection circuit 12 for reducing a noise component from the signal and a controller 13 for controlling the liquid crystal shutter 2 and the switching circuit 9 are provided.

【0017】そして、被写体の撮像を開始すると、コン
トローラ13は、図2のタイミングチャートに示すよう
に、1フレーム期間に1フィールド期間閉じるように液
晶シャッタ2を制御する。
When the image pickup of the subject is started, the controller 13 controls the liquid crystal shutter 2 so as to close one field period in one frame period as shown in the timing chart of FIG.

【0018】CCDイメージセンサ3は、1フィールド
期間で全画素の撮像信号を出力するので、液晶シャッタ
2が開いているときは、例えばレジスタ4からは現在の
環境温度での暗電流雑音を含んだ奇数フィールドの画素
の撮像信号を出力し、また、例えばレジスタ6からは暗
電流雑音を含んだ偶数フィールドの画素の撮像信号を出
力する。CCDイメージセンサ3は、液晶シャッタ2が
閉じているときは、各フィールドの暗電流による雑音成
分であるオフセットとしての撮像信号をそれぞれ出力す
る。ここで、CCDイメージセンサ3は、全画素を読み
出す毎に、レジスタ4,レジスタ6で読み出すフィール
ドを切り換えるようになっている。このようにしてCC
Dイメージセンサ3から出力された撮像信号は、レジス
タ4,6を介して、それぞれCDS回路5,7に供給さ
れる。
Since the CCD image sensor 3 outputs the image pickup signals of all pixels in one field period, when the liquid crystal shutter 2 is opened, for example, the register 4 contains dark current noise at the current ambient temperature. The image pickup signals of pixels in odd fields are output, and the image pickup signals of pixels in even fields including dark current noise are output from the register 6, for example. When the liquid crystal shutter 2 is closed, the CCD image sensor 3 outputs an image pickup signal as an offset which is a noise component due to a dark current in each field. Here, the CCD image sensor 3 switches the fields to be read by the registers 4 and 6 every time all pixels are read. CC in this way
The image pickup signal output from the D image sensor 3 is supplied to the CDS circuits 5 and 7 via the registers 4 and 6, respectively.

【0019】CDS回路5は、供給された撮像信号から
ランダム雑音を低減して、切換回路11に供給する。
The CDS circuit 5 reduces random noise from the supplied image pickup signal and supplies it to the switching circuit 11.

【0020】CDS回路7は、供給された撮像信号から
ランダム雑音を低減して、A/D変換器8に供給する。
A/D変換器8は、供給された撮像信号を撮像データに
変換して、その撮像データをフィールドメモリ9に供給
する。フィールドメモリ9は、供給された被写体の撮像
データを一度記憶してから撮像データを読み出し、その
撮像データをD/A変換器10に供給する。ここで、フ
ィールドメモリ9は、撮像データを記憶して読み出すま
で1フィールド期間かかるようになっている。このた
め、フィールドメモリ9は、遅延回路と同等の働きをし
ている。D/A変換器10は、供給された撮像データを
撮像信号に変換して、その撮像信号を切換回路11に供
給する。
The CDS circuit 7 reduces random noise from the supplied image pickup signal and supplies it to the A / D converter 8.
The A / D converter 8 converts the supplied image pickup signal into image pickup data and supplies the image pickup data to the field memory 9. The field memory 9 stores the supplied image pickup data of the subject once, then reads the image pickup data, and supplies the image pickup data to the D / A converter 10. Here, the field memory 9 takes one field period to store and read the imaging data. For this reason, the field memory 9 functions as a delay circuit. The D / A converter 10 converts the supplied image pickup data into an image pickup signal and supplies the image pickup signal to the switching circuit 11.

【0021】切換回路11は、CDS回路5から接続さ
れている端子a及び端子dと、D/A変換器10から接
続されている端子b及び端子cと、差分検出回路12か
ら接続され互いに依存し合う2つのスイッチ11a,1
1bを備え、スイッチ11aが端子aにあるときはスイ
ッチ11bは端子cに、スイッチ11aが端子bにある
ときはスイッチ11bは端子dに切り換わるようになっ
ている。
The switching circuit 11 is connected from the CDS circuit 5 to terminals a and d, connected to the D / A converter 10 to terminals b and c, and connected from the difference detection circuit 12 to each other. Two switches 11a and 1 that meet each other
1b, the switch 11b is switched to the terminal c when the switch 11a is at the terminal a, and the switch 11b is switched to the terminal d when the switch 11a is at the terminal b.

【0022】この切換回路11の端子a及び端子bに
は、例えば図2Aに示すような撮像信号Aが供給され、
また、端子b及び端子cには、例えば図2Bに示すよう
な撮像信号Bが供給される。切換回路11は、コントロ
ーラ13によって、1フィールド期間毎に切り換えを行
うことによって、撮像信号を振り分けて差分検出回路1
2に供給する。差分検出回路12は、供給された各撮像
信号の差分を検出することによって、図2Cに示すよう
な、暗電流雑音が低減された各フィールドの撮像信号C
を検出する。
An image pickup signal A as shown in FIG. 2A is supplied to the terminals a and b of the switching circuit 11,
An imaging signal B as shown in FIG. 2B, for example, is supplied to the terminals b and c. The switching circuit 11 distributes the image pickup signal by performing switching by the controller 13 for each one-field period, and the difference detection circuit 1
Feed to 2. The difference detection circuit 12 detects the difference between the supplied image pickup signals, so that the image pickup signal C of each field in which the dark current noise is reduced as shown in FIG. 2C.
Is detected.

【0023】すなわち、図2に示すように、撮像信号ev
en1 、撮像信号even2 に着目すると、これら撮像信号
は、互いに1フィールドずれた撮像信号である。そこ
で、暗電流雑音は温度に依存するものの急激に変化する
ことはないので、撮像信号even1から撮像信号even2 の
差分を求めると、図2Cに示すように、暗電流雑音が低
減された偶数フィールドの撮像信号e1-e2 が求められ
る。同様にして、撮像信号odd3から撮像信号odd2の差
分,撮像信号even3 から撮像信号even4 の差分,撮像信
号odd5から撮像信号odd4の差分、・・・を求めることに
よって、暗電流雑音が低減された奇数フィールドの撮像
信号o3-o2 ,偶数フィールドの撮像信号e3-e4 ,奇数フ
ィールドの撮像信号o5-o4 ・・・を求めることができ
る。
That is, as shown in FIG. 2, the image pickup signal ev
Focusing on en1 and the image pickup signal even2, these image pickup signals are image pickup signals that are shifted by one field. Therefore, the dark current noise does not change rapidly though it depends on the temperature. Therefore, if the difference between the image pickup signal even1 and the image pickup signal even2 is obtained, as shown in FIG. 2C, the dark current noise of the even field is reduced. Imaging signals e1-e2 are obtained. Similarly, the dark current noise is reduced by obtaining the difference between the image pickup signal odd3 and the image pickup signal odd2, the difference between the image pickup signal even3 and the image pickup signal even4, the difference between the image pickup signal odd5 and the image pickup signal odd4, ... It is possible to obtain a field imaging signal o3-o2, an even field imaging signal e3-e4, an odd field imaging signal o5-o4, ....

【0024】すなわち、差分検出回路12は、撮像信号
A及びそれに対して1フィールド期間遅延した撮像信号
Bの供給されると、被写体を撮影した撮像信号から雑音
成分だけの撮像信号の差分を検出して、雑音の低減され
たフィールド毎の撮像信号Cを得る。すなわち、ブレミ
ッシュ雑音は短時間で急激に変化しないことを考慮する
と、差分検出回路12は、互いに1フィールド期間ずれ
た撮像信号の差分を求めることによって、撮像中の温度
変化等のために変化した雑音等であっても、その変化に
追従して雑音を低減することができる。
That is, when the image pickup signal A and the image pickup signal B delayed by one field period are supplied to the image pickup signal A, the difference detection circuit 12 detects the difference between the image pickup signals of only the noise component from the image pickup signal of the subject. Thus, the image pickup signal C for each field with reduced noise is obtained. That is, considering that the Blemish noise does not change abruptly in a short time, the difference detection circuit 12 obtains the difference between the image pickup signals that are shifted by one field period, so that the noise changed due to a temperature change during image pickup or the like. The noise can be reduced by following the change.

【0025】このようにして読み出された撮像信号は、
図示しない色分離回路,プロセス回路,エンコーダ等を
介して、例えばNTSC方式の標準信号として出力され
る。
The image pickup signal thus read out is
For example, it is output as a standard signal of the NTSC system via a color separation circuit, a process circuit, an encoder and the like (not shown).

【0026】以上のように、この固体撮像装置1では、
シェーディング,ブレミッシュ,スミア等の各種の雑音
を低減することができるのみならず、環境温度の変化に
よる雑音の変化や、後発的に生じたブレミッシュ等の雑
音も低減することができる。また、撮像中に補正レベル
の調整を行う必要がないので、手間がかからず便利であ
る。
As described above, in the solid-state image pickup device 1,
Not only can various types of noise such as shading, blemishes, and smear be reduced, but also noise changes due to changes in environmental temperature and blemishes and other noise that have occurred subsequently can be reduced. In addition, since it is not necessary to adjust the correction level during image capturing, it is convenient and convenient.

【0027】つぎに、本発明に係る固体撮像装置の第2
の実施の形態について説明する。
Next, the second solid-state image pickup device according to the present invention will be described.
The embodiment will be described.

【0028】この固体撮像装置20は、液晶シャッタ2
1と、1フィールド期間に全画素を読み出す線順次方式
のCCDイメージセンサ22と、A/D変換器24,2
8と、1フレームの撮像信号を記憶して読み出すことに
より遅延回路としての働きをするフレームメモリ25,
29と、D/A変換器26,30と、撮像信号から雑音
成分を低減する差分検出回路27と、シャッタ21とフ
レームメモリ29を制御するコントローラ31とを備え
る。
The solid-state image pickup device 20 includes a liquid crystal shutter 2
1, a line-sequential CCD image sensor 22 for reading out all pixels in one field period, and A / D converters 24, 2
8 and a frame memory 25 that functions as a delay circuit by storing and reading the image pickup signal of one frame,
29, D / A converters 26 and 30, a difference detection circuit 27 that reduces noise components from the image pickup signal, and a controller 31 that controls the shutter 21 and the frame memory 29.

【0029】この固体撮像装置20で被写体を撮像する
と、コントローラ31は、図4のタイミングチャートに
示すように、1フレーム期間に1フィールド期間閉じる
ように液晶シャッタ21を制御する。
When an image of a subject is picked up by the solid-state image pickup device 20, the controller 31 controls the liquid crystal shutter 21 so as to close one field period in one frame period, as shown in the timing chart of FIG.

【0030】CCDイメージセンサ22は、1フィール
ド期間で全画素の撮像信号を1ラインに出力するように
なっているので、液晶シャッタ21が開いているとき
は、暗電流雑音を含んだ1フレームの撮像信号を出力す
る。また、CCDイメージセンサ22は、液晶シャッタ
21が閉じているときは、各フレームの暗電流による雑
音成分であるオフセットとしての撮像信号を出力する。
このようにしてCCDイメージセンサ22は、図4Dに
示すように、出力された撮像信号Dを差分検出回路27
及びA/D変換器24にそれぞれ供給する。
Since the CCD image sensor 22 outputs the image pickup signals of all pixels in one line in one field period, when the liquid crystal shutter 21 is open, one frame including dark current noise is included. Output an image pickup signal. Further, when the liquid crystal shutter 21 is closed, the CCD image sensor 22 outputs an image pickup signal as an offset which is a noise component due to the dark current of each frame.
In this way, the CCD image sensor 22 detects the output image pickup signal D from the difference detection circuit 27 as shown in FIG. 4D.
And A / D converter 24 respectively.

【0031】A/D変換器24は、供給された撮像信号
を撮像データに変換して、その撮像データをフレームメ
モリ25に供給する。フレームメモリ25は、供給され
た撮像データを一度記憶してから読み出して、D/A変
換器26に供給する。このとき、フレームメモリ25
は、撮像データを一度記憶してから読み出すまで1フィ
ールド期間かかるようになっている。このため、フレー
ムメモリ25は、遅延回路と同等の働きをしている。D
/A変換器10は、供給された撮像データを撮像信号に
変換して、図4Eに示すように、撮像信号Eを差分検出
回路27に供給する。
The A / D converter 24 converts the supplied image pickup signal into image pickup data and supplies the image pickup data to the frame memory 25. The frame memory 25 stores the supplied imaging data once, then reads it out, and supplies it to the D / A converter 26. At this time, the frame memory 25
Takes one field period from once storing the imaging data to reading it. Therefore, the frame memory 25 functions as a delay circuit. D
The / A converter 10 converts the supplied image pickup data into an image pickup signal and supplies the image pickup signal E to the difference detection circuit 27 as shown in FIG. 4E.

【0032】差分検出回路27は、撮像信号D及びそれ
に対して1フィールド期間遅延した撮像信号Eの供給さ
れると、撮像信号Dから撮像信号Eの差分を検出して、
雑音の低減されたフレーム毎の撮像信号Fを得る。すな
わち、ブレミッシュ雑音は温度変化には依存するものの
短時間で急激に変化しないことを考慮すると、差分検出
回路27は、互いに1フィールド期間ずれた撮像信号の
差分を求めることによって、撮像中の温度変化等のため
に変化した雑音等であっても、その変化に追従して雑音
を低減することができる。
When the image pickup signal D and the image pickup signal E delayed by one field period are supplied to the image pickup signal D, the difference detection circuit 27 detects the difference of the image pickup signal E from the image pickup signal D,
An image pickup signal F for each frame with reduced noise is obtained. That is, considering that the Blemish noise depends on the temperature change but does not change abruptly in a short time, the difference detection circuit 27 obtains the difference between the image pickup signals which are shifted by one field period from each other, thereby changing the temperature during the image pickup. Even if the noise is changed due to such reasons, the noise can be reduced by following the change.

【0033】差分検出回路27で得られた画像信号F
は、A/D変換器28に供給される。A/D変換器28
は、供給された撮像信号Fを撮像データに変換し、撮像
データをフレームメモリ29に供給する。
Image signal F obtained by the difference detection circuit 27
Is supplied to the A / D converter 28. A / D converter 28
Converts the supplied image pickup signal F into image pickup data and supplies the image pickup data to the frame memory 29.

【0034】フレームメモリ29は供給された撮像デー
タを記憶し、コントローラ31の制御に基づいて、撮像
データが読み出される。例えば、コントローラ31は、
図4Fに示す1フレームの撮像データを、図4Gに示す
2フィールド毎の撮像データGに分けて読み出してい
る。ここで、コントローラ31は、フレームメモリに記
憶されている撮像データを読み出す際に、図4Gに示す
ように、撮像データGの1(odd及びeven),3(odd及
びeven),5(odd及びeven)・・・をそれぞれ1フレ
ーム期間で読み出すようになっている。また、コントロ
ーラ31は、フレームメモリに記憶されている撮像デー
タを読み出す際に、図4H,Iに示すように読み出して
もよい。
The frame memory 29 stores the supplied image pickup data, and the image pickup data is read out under the control of the controller 31. For example, the controller 31
The image data of one frame shown in FIG. 4F is divided into the image data G for every two fields shown in FIG. 4G and read. Here, the controller 31 reads 1 (odd and even), 3 (odd and even), 5 (odd and even) of the imaging data G as shown in FIG. 4G when reading the imaging data stored in the frame memory. ... are read out in one frame period. Further, the controller 31 may read the imaging data stored in the frame memory as shown in FIGS. 4H and 4I when reading the imaging data.

【0035】このようにして読み出された撮像データ
は、D/A変換器30に供給されて、撮像信号に変換さ
れ、図示しない色分離回路,プロセス回路,エンコーダ
等を介して、例えばNTSC方式の標準信号として出力
される。
The image data read out in this way is supplied to the D / A converter 30 and converted into an image signal, and is passed through a color separation circuit, a process circuit, an encoder and the like (not shown), for example, the NTSC system. Is output as the standard signal of.

【0036】以上のように、固体撮像装置20は、シェ
ーディング,ブレミッシュ,スミア等の各種の雑音を低
減することができるのみならず、環境温度の変化による
雑音や、後発的に生じたブレミッシュ等の雑音も低減す
ることができる。また、撮像中に調整する必要がないの
で、手間がかからず便利である。
As described above, the solid-state image pickup device 20 can not only reduce various noises such as shading, blemishes, smears, but also noises due to changes in environmental temperature and blemishes that are generated later. Noise can also be reduced. In addition, since it is not necessary to make adjustments during imaging, it is convenient and convenient.

【0037】また、本発明に係る固体撮像装置の液晶シ
ャッタの代わりに電子シャッタを用いてもよい。電子シ
ャッタは、固体撮像素子から読み出された撮像信号を強
制的に廃棄することによってシャッタ動作を行うもので
あり、高速移動物体に対してブレのない撮像をすること
ができる。この固体撮像装置は、電子シャッタを用いる
ことによって、シャッタスピードに依存性のある雑音以
外のランダム雑音については極めて有効に低減すること
ができる。
An electronic shutter may be used instead of the liquid crystal shutter of the solid-state image pickup device according to the present invention. The electronic shutter performs a shutter operation by forcibly discarding the image pickup signal read from the solid-state image pickup element, and can pick up an image of a high-speed moving object without blurring. By using an electronic shutter, this solid-state imaging device can extremely effectively reduce random noise other than noise that depends on the shutter speed.

【0038】上述したように、本発明に係る固体撮像装
置は、撮像信号と遅延手段によって所定時間遅延された
撮像信号との差分を検出することにより、雑音成分が低
減された撮像信号のみを得ることができる。すなわち、
この撮像装置は、各種のいわゆる固定雑音を低減できる
だけではなく、温度変化等による後発的に発生した雑音
等も低減することができる。
As described above, the solid-state image pickup device according to the present invention detects only the difference between the image pickup signal and the image pickup signal delayed by the delay means for a predetermined time to obtain only the image pickup signal in which the noise component is reduced. be able to. That is,
This imaging device can reduce not only various so-called fixed noises, but also noises generated later due to temperature changes and the like.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る固体撮像装置では、固体撮像素子から所定時間毎に
遮光した撮像信号及び遮光しない撮像信号を得て、その
撮像信号と遅延手段によって所定時間遅延された撮像信
号との差分を検出することにより、雑音成分が低減され
た撮像信号のみを得ることができる。すなわち、この撮
像装置は、いわゆる固定雑音を低減できるだけではな
く、温度変化等による後発的に発生又は変化した雑音も
低減することができる。
As is apparent from the above description, in the solid-state image pickup device according to the present invention, an image pickup signal and a non-light-shielding image pickup signal are obtained from the solid-state image pickup device at predetermined time intervals, and the image pickup signal and the delay means are provided. By detecting the difference from the image pickup signal delayed by a predetermined time, it is possible to obtain only the image pickup signal in which the noise component is reduced. That is, this image pickup device can not only reduce so-called fixed noise, but also noise that is generated or changed subsequently due to temperature change or the like.

【0040】そして、温度の変化等によって雑音が変化
しても、その変化に追従して雑音を低減することができ
るため、長時間の撮影を行うことができる。
Even if the noise changes due to a change in temperature or the like, the noise can be reduced by following the change, so that it is possible to take an image for a long time.

【0041】また、雑音を低減するための補正レベルの
調整を行う必要がないため、操作を煩わしさから解放さ
れる。
Further, since it is not necessary to adjust the correction level for reducing the noise, the operation is free from trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る固体撮像装置の第1の実施の形態
における回路構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration in a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】同固体撮像装置の第1の実施の形態における動
作状態を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation state of the solid-state imaging device according to the first embodiment.

【図3】同固体撮像装置の第2の実施の形態における回
路構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the solid-state imaging device according to a second embodiment.

【図4】同固体撮像装置の第2の実施の形態における動
作状態を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining an operating state of the solid-state imaging device according to the second embodiment.

【図5】従来の固体撮像装置の回路構成を示すブロック
図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 液晶シャッタ 3 CCDイメージセンサ 9 フィールドメモリ 12 差分検出回路 13 コントローラ 2 Liquid crystal shutter 3 CCD image sensor 9 Field memory 12 Difference detection circuit 13 Controller

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像光に応じた全画素の撮像信号を1フ
ィールド期間毎に出力する固体撮像素子と、 上記固体撮像素子から1フィールド期間毎に遮光した撮
像信号及び遮光しない撮像信号が得られるように上記シ
ャッタ手段を制御する制御手段と、 上記固体撮像素子から出力される撮像信号を、1フィー
ルド期間毎に遮光した撮像信号及び遮光しない撮像信号
に制御するためのシャッタ手段と、 上記固体撮像素子から出力される撮像信号に、1フィー
ルド期間の遅延を施して出力する遅延手段と、 上記固体撮像素子から上記遅延手段を介して出力された
撮像信号と上記固体撮像素子から出力された撮像信号と
の差分を検出する差分検出手段とを備えることを特徴と
する固体撮像装置。
1. A solid-state image sensor that outputs an image-capturing signal of all pixels according to image-capturing light for each one-field period, and an image-capturing signal that is shielded and one that is not shielded every one-field period from the solid-state image sensor. The shutter means for controlling the shutter means, the shutter means for controlling the image pickup signal output from the solid-state image pickup device into the image pickup signal which is shielded and the image pickup signal which is not shielded every one field period, and the solid-state image pickup A delay unit that delays the image pickup signal output from the device by one field period and outputs the image pickup signal, an image pickup signal output from the solid-state image pickup device via the delay unit, and an image pickup signal output from the solid-state image pickup device And a difference detection unit that detects a difference between the solid-state imaging device and the solid-state imaging device.
【請求項2】 上記シャッタ手段は、上記固体撮像素子
に入射される撮像光を遮光する液晶シャッタであり、 上記制御手段は、上記固体撮像素子に入射される撮像光
を1フィールド毎に遮光するように上記液晶シャッタを
制御することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装
置。
2. The shutter means is a liquid crystal shutter that shields the imaging light incident on the solid-state imaging device, and the control means shields the imaging light incident on the solid-state imaging device for each field. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the liquid crystal shutter is controlled as described above.
【請求項3】 上記シャッタ手段は、上記固体撮像素子
から読み出された撮像信号を強制的に廃棄する電子シャ
ッタであり、 上記制御手段は、上記固体撮像素子からの撮像信号を1
フィールド毎に廃棄するように上記固体撮像素子を読み
出し制御することを特徴とする請求項1記載の固体撮像
装置。
3. The shutter means is an electronic shutter for forcibly discarding the image pickup signal read from the solid-state image pickup device, and the control means sets the image pickup signal from the solid-state image pickup device to 1
The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the solid-state image pickup device is read out and controlled so as to be discarded field by field.
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