JPS585082A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS585082A
JPS585082A JP56101229A JP10122981A JPS585082A JP S585082 A JPS585082 A JP S585082A JP 56101229 A JP56101229 A JP 56101229A JP 10122981 A JP10122981 A JP 10122981A JP S585082 A JPS585082 A JP S585082A
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JP
Japan
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signal
period
solid
vertical
horizontal
Prior art date
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Pending
Application number
JP56101229A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Ozawa
直樹 小沢
Kenji Takahashi
健二 高橋
Shusaku Nagahara
長原 脩策
Kayao Takemoto
一八男 竹本
Tsutomu Fujita
努 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS585082A publication Critical patent/JPS585082A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H04N25/633Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current by using optical black pixels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は撮儂装置に関し、さらに詳しくは固体撮偉素子
の暗電流変化・垂直スメアに起因した黒レベルの変動の
抑圧に関するものである。
1iii儂を電気信号に変換する撮儂装置において、最
近では光電変換装置として半導体集積回路技術により得
られる固体撮偉素子が用いられてきている。固体撮偉素
子を用いることによって撮偉管式のものよりも撮偉装置
の小型化・高信頼性化・長寿命化がはかれる。
ところで、一般に光電変換装置では温度に依存して増減
する暗電流が発生するが、これが信号電流に重畳するこ
とによってビデオ信号の黒レベルが変動してしまうこと
がある。
これを抑圧するために従来、光電変換部の一部をおおっ
て光の入射をさまたげる第1図に示すような黒マスクが
用いられている。図において1は光電変換部のうちビデ
オ信号の映倫期間に走査する部分であり、光学的に露出
している。また2は光電変換部のうちビデオ信号の水平
ブランキング期間の一部に走査する部分であり、光学的
にマスクされでいる。このような光電変換部を走査した
とき得られる信号の一例を第2図に示す。図において3
で示す期間はビデオ信号の1水平走査期間、4で示す期
間は水平ブランキング期間、5で示す期間は黒マスクで
おおわれた光電変換部を走査する期間、6で示す期間は
光学的に露出した通常の光電変換部を走査する映像期間
、7で示す期間は光電変換部を走査しない期間である。
5.6で示す期間は共に光電変換部を走査するので、こ
こで得られる信号には光電変換部で発生する暗電流が含
まれるが、−万、7で示す期間で得られる信号には含ま
れない。すなわち光電変換部で発生する暗電流をI4%
被写体儂に対応した信号電流を■、とおくと、7,5.
6で示される各期間で得られる信号It 、Is −I
sはそれぞれ次のとおりである。
■、=0         ・・・・・・・・・11)
IB=Ia         ・・・・・・・・・(2
)I@=Ia+1.      ・・・・・・・・・(
3)映倫信号は周知のように直流分を持っており、これ
を再生しなければ明暗の正しい再生画が得られない。通
常、直流分を再生するためにパルスクランプ回路が用^
られる。パルスクランプ回路は広く一般に用いられてい
るので詳細な説明は省略するが、パルスが入力した期間
の映倫信号の直流レベルを基準値忙固定することKよっ
て直流再生を行なっている。通常、パルスの位置は水平
ブランキング期間内におくが、これを第2図の5で示す
期間忙選べば暗電/jfE I aが基準の直流レベル
に固定される。この結果、映像期間の基準忙対する直流
レベルは信号電流■、だけで決まるので1.ビデオ信号
の黒レベルは暗電流の影響を受けることはない。
固体撮儂素子においても従来、水平の絵素列のうち走査
の始めに対応した位置にある数絵素を黒マスクによって
光学的におおうことにより、同様の効果を得ている。黒
マスクを付けた固体撮儂素子の構成の一例を、MOS形
を例にとって第3図11C示+a 因にお匹て垂直走査
回路(シフトレジスタ)9から信号線16に出方された
垂直走査パルスによってMOS)ランジスタ12が開閉
され、フォトダイオード11に蓄積された光電荷1.と
フォトダイオードで発生する暗電流rayは垂直信号4
13に移される。これに垂直信号線で発生する暗電流I
avが加わり、水平走査回路(シフトレジスタ)8から
出力された水平走査パルスでMOSトランジスタ14が
開閉されることによって順次水平出力線15に送り出さ
れ、ここで水平出力線で発生する暗電流Iamが加えら
れて出力端子17から出力される。10で示した部分は
光学的におおわれた黒マスクの部分を示す。出力端子1
7から得られる信号の一例を第4図に示す。第2図と同
様、3は1水平走査期間、4は水平ブランキング期間、
5は黒マスクでおおわれた絵素を走査する期間、6は通
常の絵素を走査する期間1.7は絵素を走査しない期間
である。?、5.6の各期間に得られる信号I、’、I
。′、I6′はそれぞれ次のとおりである。
I? ’ = Iam          ””00.
(4)Is ’ ” Idm + Iav + Iap
   ”・・・・・(5)X@ ’ = Lm + I
av + Iap + I−””(6)ここでパルスク
ランプ回路のパルス位置ヲ第4図中5で示す期間に選べ
ば、暗電流Iax+Iaマ+I−νが基準の直流レベル
に固定される。これ忙よって基準に対する映倫期間の直
流レベルは(5)、 (6)式の比較で容易にわかると
おり信号電流1.だけで決まり、ビデオ信号の黒レベル
は暗電流の影響を受けることはない。
然るに固体撮偉素子では暗電流の他に、ビデオ信号の黙
レベルを変動させる要因が存在することがある。次にこ
れについて説明する。
固体撮儂素子では感光性を持つ部分が第3図に示すフォ
トダイオード110部分のみであることが望ましいが、
実際にはフォトダイオードの周辺部、たとえばMOS)
ランジスタ12のドレインも感光性を待つことがある。
ドレインで発生した光電荷はMOS)ランジスタのオン
、オフにかかわりなく垂直信号線13に移されるが、垂
直信号線には上下に並んだ数百のMOS)ランジスタの
すべてのドレインが接続されているので、各々のトラン
ジスタ上に投影された光情報は垂直信号線に混合加算さ
れて蓄積される。すなわち、各垂直信号線には投影され
た被写体像の垂直方向の積分光量に対応した信号電流が
蓄積することになる。
この信号は各水平走査期間ごとに通常の信号電流に重畳
して出てくるので例えば第5図(a)に示すような明る
い部分のある被写体儂を撮偉すると、再生画面上では第
5図(b)に示すように、上下方向に尾引き状のにせ信
号が発生する。このような固体撮儂素子に特有のノイズ
成分を垂直スメアと呼んでいる。垂直スメアの存在によ
ってもビデオ信号の黒レベルは被写体の垂直方向の積分
光量につれて縦線状の変化をする。
垂直スメアを除去するために考案された当社の先願(実
開昭56−11968)では、垂直スメアが発生過程か
ら明らかなように各水平走査期間で等しいので、垂直プ
ラン中ング期関内に1水平走査期間分の垂直スメアに対
応する信号をIHメモリ(1水平走査期間の信号を記録
できるメモリ)に書き込んでおき、これを各水平走査期
間に得られた映倫信号から減算して除去することを提案
した。先願考案の実施例を第6図に示す。図において固
体撮儂素子1Bから出力された信号はプリアンプ19.
低域ろ波器20を経て減算回路23゜メモリ21に加え
られる。このときメモリには同期回路22からの制御信
号によって垂直ブランキング期間に1水平走査期間の垂
直スメアが記録される。記録された信号は通常の水平走
査期間に読み出されて減算回路23に加えられ、低域ろ
波器からの信号よりさし引かれる。ここで第3図に示す
垂直信号線13に蓄積された垂直スメアに対応する信号
を得るにあたり、第3図に示すMOS)ランジスタ12
をオフにしておけばフォトダイオードの信号電流が混入
することはないが、フォトダイオードで発生する暗電流
I4Fも含まれない。
この結果メモリrlc4き込まれる水平ブランキング期
間および垂直信号線を走査する期間に得られる信号Im
4 、 I誠、はそれぞれ IM4 = I41[””・・・(7)IMII = 
I am + I av + I vl  mmeee
(8)となる。ここでIvIは垂直スメアに対応した信
号である。一方、通常の走査を行なう水平走査期間に得
られる信号の一例を第7図に示す。図中、3で示す期間
は水平走査期間、4で示す期間は水平ブランキング期間
、6で示す期間は絵素を走査する期間である。4.6で
示す各期間で得られる信号1. // 、 ■6//は
次のとおりである。
I、”=I−厘               ・・・
・・・・・・(9)11” = Iai +Iav +
Iap +Ivs +L・・・・・・・・・(2) したがってI、 // 、 I6//より■誠4 、 
IM6をさし引いた出力電流I0いl0IIは次のとお
りである。
To、=O・・・・・・・・・α9 Ios” I4F +1.      、−・・・・・
・・α2この結果、上式から明らかなように垂直スメア
に対応した信号は出力電流から除去される。ここでパル
スクランプ回路のパルス位置を第7図中4で示す期間に
選べば、零レベルが基準の直流レベルに固定されるが、
絵素を走査する期間にフォトダイオードで発生する暗電
流工4νが混入するのでビデオ信号の黒レベルが影響を
受ける欠点がある。
本発明の目的は、固体撮儂素子を用いたときにも黒レベ
ルが暗電流の変化・垂直スメアに影響されない撮偉装置
を提供することである。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
本発明の実施例を第8図に示す。図において固体撮儂素
子24は第9図に示す水平走査の始めに対応した位置に
ある垂直方向の数絵素列と、垂直走査の始めに対応した
位置にある水平方向の数絵素列を黒マスク10によって
光学的にじゃへいしたものである。固体撮儂素子から得
られた信号はプリアンプ19.低域ろ波器20を経てメ
モリ21および減算器23に加えられる。このとき、同
期回路より出力された制御信号によって、メモリへ加え
られた信号のうち垂直走査の始めに走査する黒マスクで
おおわれた水平方向絵素列より得られる信号が17に平
走査期間分、メモリへ記録される。ここで第6図に示す
従来例のものと異なる点は第9図に示すMOSトランジ
スタ12をオンにしてフォトダイオード11の信号を読
み出すことである。このときフオ・トダイオードからの
信号は、黒マスクによって信号電流の発生がおさえられ
ているので暗電流I4Fのみとなる。メモリへ記録され
た信号の一例を第10図に示す。図において3で示す期
間は水平走査期間、4で示す期間は水平ブランキング期
間、5で示す期間は黒マスクの付いた部分の垂直信号線
を走査する期間、6で示す期間は露出した部分の垂直信
号線を走査する期間である。7,5.6の各期間に得ら
れる信号1菖?’+ Iws’ l IM@1’は次の
とおりである。
I輩丁 ’  =  Iam            
    ””4:IIMS ’ = Iaa +Iav
 +Iap  ・旧・・・・・α4IM6  ’  =
  Iam  +I4V  +Iap  +Ivg ・
・・CL!9メモリへ記録された信号は通常の走査期間
に読み出されて減算回路へ加えられる。
−万、通常の走査期間に低域ろ波器から得られる信号は
第11図に示すとおりであり、7,5゜6の各期間に得
られる信号1./If、 ■、 #F、 16//lは
I、’=I纏■        ・・・・・・・・・a
ell ’= Iair +Iav +Iap   ・
・・・・・・・・aηT、 ’= Z−π+■−マ+I
ap+I−+■、tI・・・i・・・・・舖 となる。この結果城算回路から7.5.6の期間に得ら
れる信号IO? ’ e Ios ’ e I。6′は
 ■。、′=0       ・・・叫・・翰■。、′
=0          ・・・・・・・・イ題)■。
、’==7.           ・・・・・・・・
−(21)となり、これがパルスクランプ回路25に加
えられる。ここでパルスの位置を第10図中、7あるい
は5で示す期間(水平ブランキング期間)に選べば零レ
ベルが基準レベルに固定されるので、映倫期間にパルス
クランプ回路から得られる信号は信号電流1.のみで決
まる。このように映倫期間の信号には暗電流・垂直スメ
アが含まれないのでビデオ信号の黒レベルが変動するこ
とは表い。
以上説明したごとく、本発明によれば固体撮像素子を用
いた素子装置においても暗電流の変化や垂直スメアの発
生によってビデオ信号の黒レベルが影響を受けることは
ない。
また本発明の他の実権例を第12図に示す。第12図の
構成が第8図の構成と異なる点は、パルスクランプ回@
25が低域ろ波器20とメモリ21の間に位置する点で
ある。このときパルスクランプ回路に入力される黒マス
クの付いた水平方向の絵素列を走査する期間に得られる
信号は03〜09式のとおりである。ここでパルスクラ
ンプ回路のパルス位置を第10図中7で示す期間に選べ
ば、暗電流I4mが基準レベルに固定されるので、メモ
リに記録される映倫期間の信号はIav+Lt+I−s
となる。−万、通常の走査期間にパルスクランプ回路に
入力される信号はα0〜U式のとおりであるから、パル
スクランプ回路では暗電流Ia菫が基準レベルに固定さ
れ、映像期間の信号は1.y−s4.、+Ls+Iaと
なる。この結果減算回路から得られる信号は信号電流1
.のみとなり、第8図に示す従来例と同様に暗電流の変
化・垂直スメアの発生によってビデオ信号の黒レベルが
影響を受けることはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は黒マスクを示す図、第2図は黒マスクを付けた
光電変換部から得られる信号の一例を示す図、第3図は
MO8型固体撮儂素子の構成の一例を示す図、第4図は
黒マスクを付けた固体撮像素子から得られる信号の一例
を示す図、第5図は垂直スメアの一例を示す図、第6因
は垂直スメアを除去する先願特許の実施例を示す図、第
7図は固体撮像素子から得られる信号の一例を示す図、
第8図は本発明の実施例を示すブロック図、g9図は本
発明に用いる黒マスクを付けた固体撮像素子の構成の一
例を示す図、第10図は本発明の実施例においてメモリ
に記録される信号の一例を示す図、第11図は本発明の
実施例において通常の水平走査期間に得られる信号の一
例を示す図、第12図は本発明の他の実施例を示す図で
ある。 ′!1Pil  国 2 第 3 口 δ ¥J 4 口 ’31i’)5[D (αン                    (b
)¥!16 口 第 δ  目 22 、v59  固 第 10  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水平および垂直方向に感光絵素列をアレイ状に配列した
    固体撮儂素子を用いる固体撮儂装置において、上記固体
    撮倫素子の垂直方向絵素列のうちの複数列および水平方
    向絵素列のうちの少なくとも1列を光学的にじゃへいす
    る手段と、上記固体撮儂素子の上記光学的にじゃへいし
    た水平方向絵素列より得られる信号を1水平走査期間分
    記憶するメモリ手段と、撮儂期間に上記固体撮倫素子よ
    り得られる信号から上記メモリ手段より出力される信号
    を差し引くための手段を設けたことを特徴とする固体撮
    倫装置。
JP56101229A 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置 Pending JPS585082A (ja)

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JP56101229A JPS585082A (ja) 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置

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JP56101229A JPS585082A (ja) 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置

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JPS585082A true JPS585082A (ja) 1983-01-12

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ID=14295061

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61260771A (ja) * 1985-05-14 1986-11-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd バツクグラウンドノイズ除去装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61260771A (ja) * 1985-05-14 1986-11-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd バツクグラウンドノイズ除去装置
JPH0697783B2 (ja) * 1985-05-14 1994-11-30 三井金属鉱業株式会社 バツクグラウンドノイズ除去装置

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