JPH0338169A - 固体撮像装置の信号処理回路 - Google Patents

固体撮像装置の信号処理回路

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JPH0338169A
JPH0338169A JP1172681A JP17268189A JPH0338169A JP H0338169 A JPH0338169 A JP H0338169A JP 1172681 A JP1172681 A JP 1172681A JP 17268189 A JP17268189 A JP 17268189A JP H0338169 A JPH0338169 A JP H0338169A
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JP
Japan
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signal
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circuit
digital
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JP1172681A
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English (en)
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Kenji Awamoto
健司 粟本
Yuichiro Ito
雄一郎 伊藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 (概要) 撮像信号に含まれる雑音を低減するための信号処理回路
に関し、 安価な構成によりライン周II以下の周期のl11g1
(8号中の雑音を低減することを目的とし、−次元又は
二次元配列の複数列の固体撮像素子を有する撮像部から
各1ライン期間に画像出力期問と休止期間とが順次現わ
れる撮像信号を取り出し、該撮像信号中の雑音を低減す
る固体Ill像装置の信号処理回路において、前記撮慎
部の出力撮像信号を前記画像出力期間と前記休止m間の
夫々についてディジタル信号に変換するA/D変換器と
、該A/D変換器の出力ディジタル信号が供給され、デ
ィジタル演算を行なうディジタル演算回路と、該ディジ
タル演算回路により得られた前記休止明P1の撮像信号
の演算データを一時記憶するメモリと、該A/D変換器
に対してA/D変換のためのタイミング信号を供給する
と共に、該ディジタル演算回路に対して前記画像出力m
間のディジタル信号と該メモリから読み出した前記休止
期間の演算データとの減算を行なわせる演算命令を供給
する11111回路とよりなり、該ディジタル演算回路
から雑音が低減された処理済I#iI&信号を得るよう
構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体m像装置の信号処理回路に係り、特kmI
ll像信号に含まれるt#音を低減するための信号処理
回路に関する1゜ 赤外1jlffi像装置においては、撮像対象の映像化
だけでなく、vri像対象の温度を検知する機能も要求
される。このため、赤外線検知素子の出力信号は低雑音
で長時間にわたり安定である必要がある。
〔従来の技術〕
赤外線検知素子の出力信号に含まれる雑音は、主に■素
子自身が発生するランダム相合、■赤外線検知素子を駆
動、II御するための信3が揺らぐために発生する雑音
、■装置の温度変動に伴う赤外線検知素子の出力信号の
オフセット変動、及び■外部から混入するN磁誘導雑音
、などからなる。
これらの雑音のうち、赤外線検知素子の出力信号の有効
信号部分と無効信号部分とが同時に同じように変動する
同相成分で、かつ、低周波数成分のものは従来から次の
ような信号処理回路で除去していた。
第4図は一次元配列光伝* (PC: Phot。
Conduct ive )型赤外線検知素子を用いた
従来の撮像装置の信号処理回路の一例の回路図を示す。
同図中、10は一次元配列pca赤外線検短素子で、n
個の赤外線検知素子(受光素子〉101〜10πが一直
線上に配列されており、かつ、各赤外線検知素子にはバ
イアス電流11〜1■が印加される。
n個の赤外線検知素F101〜10nの各々は、出力端
子側にアンプ111〜11π、キャパシタ121〜12
T1.スイッチS W +〜SWπ、アンプ13+〜1
3nが縦続接続されている。
このI像装置では、振動ミラーなどを用い視懸を一次元
方向に走査して二次元画像を作り出す。
このため、赤外線検知素?10+〜10πの出力信号a
は第5図(A)に示す如く、1フレ一ム期間12は走査
により得られる有効信号a以外に振動ミラーの戻りvt
問などによる無効信@bが現われる。
この無効信号が現われるm間、バイアス電流[+〜Iy
+を停止し、赤外線検知素子101〜101+の出力(
g号がゼロとなるようにし、更にスイッチS W +〜
5WTlを夫々第5図(B)に模式的に示す如くオフと
なるようにすることにより、このm間の信号レベルを新
たにピロレベルとしてクランプすることができる。これ
により、第5図(C)に示す如くげロレベルの変動(第
5図(A)にCで示す)、すなわちt#音が除去された
07@をアン1131〜13πから取り出すことができ
る。
第6図は従来の他の例として、CCD(Cha−rge
 Coupled  Device )型赤外線検知素
子を用いた囚体搬a装置の信号処理回路の回路図を示す
同図中、151〜151はCCD型赤外線検知素子で、
−直線上に全部でn個配列されている。16は信号転送
用CODで、赤外線検知、素子151〜15nに対応し
て設けられている。
赤外線検知素子151〜15Tlで赤外線を光電変換し
て得られた信@電荷は信号転送用C0D16にパラレル
に転送され、更にこれよりシリアルに7ンプ17へ転送
される。この信号転送用CCD16からシリアルに取り
出される撮像信号は第7図(A)に示す如く1フレーム
l1間でライン1からラインkまでの信号が休止期間t
aを介して順次取り出されるものとなり、その1ライン
朗周の信号は同図(B)に示す如く、赤外線検知素子1
51〜15□の各々に対応した画素1〜画素nからの信
号が時系列的に合成された信号である。
ここで、第7図(B)に示すように、各画素の信号出力
期間はゼロレベル期fJ j oと有効イ8号出力期間
tsとからなる。そこで、第6図のアンプ17から取り
出された撮像信号をリンプルホールド回路18に供給し
、ここで第7図(C)に示す如く前記ゼロレベル期間t
oに対応した期間出力されるサンプリングパルスにより
ピロレベル切間の信号レベルをサンプリングした後、ホ
ールドして減算器19に供給し、ここでアンプ17から
の撮像信号と減算を11なう。
これにより、減算器19からは第7図(D)に示す如く
ゼロレベルの変動、すなわち雑音が打ち消された撮像信
号が取り出され、出力端子20へ出力される。
(発明が解決しようとする課題) しかるに、第4図に示した従来回路は、1フレーム毎に
ゼロレベルをクランプしているため、フレーム周期より
短い周IIのレベル変動は除去することができず、雑音
除去が不十分であった。
また、第6図に示した従来回路は、短い周期のレベル変
動は除去することができるが、サンプリングパルスの周
期が短く、サンプル間開も短いため、サンプルホールド
回路18の周波数帯域を広くとる必曹があった。このた
め、サンプルボールド回路18で発生するg/#、音が
増え、全体として逆に雑音が増えてしまう場合があった
。また、高速のサンプルホールド回路18は高価であり
、コスト増加の要因となっていた。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、安価な構成
によりライン周期以下の周期の@像信号中の雑音を除去
することができる固体撮像装置の信号処理回路を提供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理ブロック図を示す。21は胤像部
で、−次元又は二次元配列された複数列の固体va像素
子からなり、各1ライン期間に画像出力1g]間と休止
期1mとが順次現われるlie信弓を出力する。
22はA/D変換器で、上記の撮像信号をディジタル信
号に変換する。23はディジタル演算回路で、上記ディ
ジタル信号に対してディジタル演算を行ない、処理済撮
像信号を得る。
24はメモリで、前記休止r#固の撮像信8に関する演
算データを一時記憶する。25は制御回路で、A/D変
換器22へA/D変換用タイミング信号を供給すると共
に、ディジタル演算回路23に対して画像出力用151
のディジタル信舅とメモリ24から読み出した演算デー
タとの減算を行なわせる演算命令を供給する。
このように、本発明では休止11間のディジタル信号を
演算してメモリ24に一時記憶した後、次の画像出力期
間のディジタル信号とメモリ24から読み出したデータ
との減算をディジタル演算回路23で行なって得た処理
済Ill倍信号出力する。
〔n用〕
11[1部21から出力される撮像信号の1ラインJI
III内の休止期alはfffi号転送動転送動作て生
ずるJFJ間で、撮像対象からの画像情報を含まず、銀
像信号のゼロレベルを示している。しかも、この休止期
間は前記した1画素毎のt(oレベル11間(第7図(
B)のjo)よりも1分に長い。
一方、従来の固体撮像装置においては殆どの場合、A/
Dv!換器22及びディジタル演算回路23は既に設け
られており、各画素信号毎のオフセットバラツキを補正
する減算や、感度バラツキを補正する乗算などに用いら
れている。
そこで、本発明ではこの休止WI澗に着目すると共に、
上記のA/D変換器22及びディジタル演舞回路23を
利用し、この休止期間の撮像信号をゼロレベルとして画
像出力駒間と同様のタイミングでA/D変換するように
か111回路25のタイミング(を号を変更し、かつ、
A/D変換された休止切開のl1l11信号(ビOレベ
ル信号)を−時記憶するメモリ24を設け、更に次に続
く画像出力期間のディジタル信号から「ロレベル信号を
差し引く減粋動作をディジタル演算回路23に行なわせ
るための演算命令を制御回路25が出力するよう構成す
る。
これにより、本発明ではメモリ24を付加する等若干の
変更を行なうだけでディジタル演舞回路23からは1ラ
イン朗間の画像出カ賄1畠の撮像信号のゼロレベル変動
が低減された処理済撮像信号を取り出すことができる。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、第
1図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。第2図において、281〜28y+はn個のC
CD型赤外線検知素子で、−列に整列配置された一次元
配列とされている。29は4:3号転送用CCDで、赤
外線検知素子281〜28mに対応して設けられている
赤外線検知素子281〜28m及び信号転送用CCD2
9よりなる撮像部21の構成は第6図に示した従来の一
次元配列赤外mis部と同一であり、よって、信号転送
用C0D29からシリアルに取り出される撮像信号は従
来の撮像信号(第7図(A)、<8)に示した)と同様
の第3図(A)、(B)に示す如き波形となる。
第3図<A)に示すように1記の撮像信号は公知の主走
査とa1走査により得られた二次元画像信号で、ライン
1からラインkまでの各ライン撮像信号により1°フレ
ームが構成されている1、また、各1ライン期r1の撮
像信号U第3図(B)に示すように1ライン毎のライン
休止切開taの信号と、n個の赤外線検知素子281〜
28πを夫々画素として得られる画像出力期間tbの有
効信8とからなる。
この撮像信号は第2図に尻重アンプ30で増幅された後
A/D変換器22に供給され、ここで制御回路25から
の第3図(C)に示すA/D変換タイミング信号に基づ
き休止JHitta&:おいても画像出力Jfll!I
と同様のタイミングでAID変換される。
ここでは、休止期11 t aでタイミング信号が4回
出力されるものとしているので、A/D変換器22から
は第3図([))に模式的に示す如く休止期r51ta
で4つのゼロレベルデータZ+〜Z4が得られる。また
、第3図(D)に模式的に示す如く、画像出力)Htb
においてA/D変換器22からD+−D1+の画像デー
タ(有効信3)が得られる。
上記のA/D変換器22の出力データは演尊論卵回路(
ALLJ>31に供給される。ここで、Aし131及び
メモリ32は各画素データ毎のオノセットバラツキを補
正する減算や、感度バラツキを補正する乗算などを行な
うための、従来より公知の補正手段を構成している。
本実施例では、更に糾W回路25からの演算命令により
、ALU31が4画素相当分の前記ゼ0レヘルデータZ
1〜z4を積算し、ゼロレベルデータZ4を採取した時
点でこの8%算値を“4”で#Iiしてゼ0レベルデー
タz1〜Z4の平均値を算出するように$1ullする
。上記のピロレベルデータ21〜ZJの平均値は新たに
設けたメモリ24に一時記憶される。
これに引続いて、ALLI31は有効信号である画像デ
ータD1〜D罰が1画素fつ人力される毎に、上記のメ
モリ24に記憶しておいたゼロレベル平均値データを読
み出して入力画像データと減算する。これにより、AL
U31から1ライン期間内のぜロレベル変動が低減され
た画像データ(処理済m像信号)が取り出される。
本実施例では、1ライン毎の休止期1jfl j aの
撮像信号をゼロレベルを表わす複数列のディジタルデー
タZ+=74として採取し、その平均値で画像データと
の減算を行なうようにしているので、ゼロレベル変vJ
以外のランダムノイズを除去することができる。
また、第6図に示した従来回路のように1画素毎のぜ0
レベル期間(第7図(B)にtoで示す〉の信号をサン
プル及びホールドするものでないから、サンプルホール
ド回路18及び減算器19が不要であり、これらの回路
18.19から発1する雑音を除去できる。
また、本実施例はアンプ30.A/D変換器22自身の
温度変動による信号のオフセット変動も含めてゼロレベ
ル変動として採取するので、この温度変動による信号の
オ”7セツト変動も同時に低減することができる。
更に、本発明は小容損のメモリ24の付加と、υIt1
1回路25の制御タイミングを一部変更するだけで実現
できるので、コストの増加は殆どない。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば撮像部21は多数個のCCD型赤外線検知素子
がマトリクス状に配置された二次几配列のものでもよい
ことは勿論である。また、CCD型赤外線検知素子に適
用した場合が最も効果的であるが、その他の可視光の固
体撮像素子にも原理的に適用可能である。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明によれば、各1ライン期間中の画像
出力期間1の有効信号部分のゼロレベル変動を抑えるよ
うにしたので、雑音の大部分を占めるライン周期以下の
周期の雑音を低減することができ、また従来に比べ十分
長い1lllJのピロレベルの平均値により画像出力期
間の有効信号成分と減算しているので、ピロレベル変動
以外のランダムノイズに影響されることなくライン周期
以下の周期の雑音を、回路部品の温度変!lJなども含
めて低減でき、またサンプルホールド回路が不要である
のでサンプルホールド回路で発生する雑音そ除去できる
。更に本発明によれば、従来装置に既に備わっているA
/D変換器及びディジタル演算回路を利用できると共に
、付加する回路は小容醋のゼロレベルデータ記憶用メモ
リだけで本発明を実現できるから、サンプルホールド回
路などの高価な回路部品を不要にできることと相俟って
安価に構成することができる等の特長を有するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理ブロック図・ 第2図は本発明の一実施例の構成図、 第3図は第2図の動作説明用タイムチャート、第4図は
従来の一例の回路図、 第5図は第4図の動作説明用タイムチャート、第6図q
従来の他の例の回路図、 第7図は第6図の動作説明用タイムチャートである。 図において、 214、i撮像部、 22はA/D変換器、 23はディジタル演算回路、 24はメモリ、 25は制御1回路、 281〜28Tlは赤外線検知素子 を示す。 半演りlの原理フ゛ロ、72切 第 図 線法の−/PIの回め遁 第4図 *tc8つの事hx’口安F嘴用244づ;ヤード第5
図 ネ5衣の力とのAPlの゛回置る固 −続開 第6圀0%4p叡ブ甲ロ24ム+w−ト第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一次元又は二次元配列の複数列の固体撮像素子を有する
    撮像部(21)から各1ライン期間に画像出力期間と休
    止期間とが順次現われる撮像信号を取り出し、該撮像信
    号中の雑音を低減する固体撮像装置の信号処理回路にお
    いて、 前記撮像部(21)の出力撮像信号を前記画像出力期間
    と前記休止期間の夫々についてディジタル信号に変換す
    るA/D変換器(22)と、該A/D変換器(22)の
    出力ディジタル信号が供給され、ディジタル演算を行な
    うディジタル演算回路(23)と、 該ディジタル演算回路(23)により得られた前記休止
    期間の撮像信号の演算データを一時記憶するメモリ(2
    4)と、 該A/D変換器(22)に対してA/D変換のためのタ
    イミング信号を供給すると共に、該ディジタル演算回路
    (23)に対して前記画像出力期間のディジタル信号と
    該メモリ(24)から読み出した前記休止期間の演算デ
    ータとの減算を行なわせる演算命令を供給する制御回路
    (25)とよりなり、 該ディジタル演算回路(23)から雑音が低減された処
    理済撮像信号を得ることを特徴とする固体撮像装置の信
    号処理回路。
JP1172681A 1989-07-04 1989-07-04 固体撮像装置の信号処理回路 Pending JPH0338169A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62215426A (ja) * 1986-03-13 1987-09-22 Seibu Denki Kogyo Kk 面単位積付方法およびその装置
JP2006348821A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Fulta Electric Machinery Co Ltd 送風機用の低騒音ファン装置

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