JPH11298802A - Ccdカメラ - Google Patents

Ccdカメラ

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Publication number
JPH11298802A
JPH11298802A JP10099063A JP9906398A JPH11298802A JP H11298802 A JPH11298802 A JP H11298802A JP 10099063 A JP10099063 A JP 10099063A JP 9906398 A JP9906398 A JP 9906398A JP H11298802 A JPH11298802 A JP H11298802A
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JP
Japan
Prior art keywords
reference voltage
output
voltage
circuit
pixel
Prior art date
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Pending
Application number
JP10099063A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Kadosawa
文夫 門澤
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication of JPH11298802A publication Critical patent/JPH11298802A/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H04N25/633—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current by using optical black pixels

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CCD素子の画素に非常に強い光が入射した場
合や、画素に電荷が長時間が蓄積された場合であっても
正確な値を出力するCCDカメラを提供する。 【解決手段】 CCD素子、増幅回路、信号処理回路及び
暗時出力補償回路を備えたCCDカメラであって、暗時出力補
償回路は第一のサンフ゜ルホールト゛回路、第二のサンフ゜ルホールト゛回
路、比較器、スイッチ及び差動増幅器を備え、第一のサンフ゜ルホ
ールト゛回路は、黒基準画素の出力電圧を黒基準電圧Aを比
較器とスイッチに出力し、第二のサンフ゜ルホールト゛回路は少なくと
も有効画素の出力電圧を差動増幅器に出力し、比較器は
黒基準電圧Aと基準電圧Bを比較して、黒基準電圧Aの
値が基準電圧Bの値を超えると基準電圧Cを又黒基準電
圧Aの値が基準電圧Bの値以下となると黒基準電圧Aを
スイッチが選択して差動増幅器に出力するようにスイッチを制御
し、差動増幅器はスイッチが選択した電圧と第二のサンフ゜ルホール
ト゛回路の出力電圧の差に基づき信号成分を出力するCCDカ
メラ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCDカメラに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から一列に配列された画素からなる
CCD素子、そこからの画像信号を増幅する増幅回路、
及び増幅回路により増幅された信号に画像処理を行うた
めに必要な波形成形を施す信号処理回路から構成される
ラインCCDカメラが知られている。図6に示すような
ラインCCDカメラにおいて、CCD素子1からの画像
信号は、増幅回路2で増幅され、信号処理回路3で画像
処理を行うために必要な信号処理を施されて出力され
る。
【0003】図2は信号処理回路から出力される出力電
圧の一例を示す図である。CCD素子は有効画素及び無
効画素からなる。有効画素は入射した光を電圧に変換し
て出力することが可能な画素である。有効画素の出力電
圧は、入射した光量に比例する信号成分と、図中斜線で
示される入射した光量には無関係の暗時出力成分とから
なる。暗時出力成分はCCD素子の周囲の温度の上昇に
起因してCCD素子の各画素から出力される電圧であ
り、CCD素子に光が全く入射しなくても出力されてい
る電圧である。無効画素は光が入射しても電圧に変換さ
れないようになっているので、その出力電圧に信号成分
は含まれず、暗時出力成分のみが含まれる。このため、
無効画素の一部は光が入射しない状態の基準となる黒基
準画素として用いられる。
【0004】高精度のラインCCDカメラにおいては図
1に示すように、信号処理回路から出力される出力電圧
は暗時出力補償回路7に入力される。暗時出力補償回路
は有効画素の出力電圧と無効画素の出力電圧とに基づい
て暗時出力成分を除去し、入射光量に比例した信号成分
だけを取り出す処理を行う。その回路の一例を図3に示
す。
【0005】図3に示す回路において、全画素の出力電
圧は、第二のサンプルホールド回路5により、1画素ご
とに保持される。一方黒基準画素の出力電圧は、第一の
サンプルホールド回路4において、1ライン分の画素に
ついての基準として用いられる黒基準電圧として保持さ
れる。そして、差動増幅器6で第一及び第二のサンプル
ホールド回路の出力の差をとってそれを増幅すること
で、暗時出力成分を除去し、入射光量に比例した信号成
分のみを取り出すことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしCCD素子の画
素に非常に強い光が入射した場合や、画素に電荷が長時
間が蓄積された場合には、その画素は過飽和状態とな
り、過剰となった電荷が隣接する画素へ拡散する。その
ため、図4に示すように過剰電荷が黒基準画素まで拡散
してしまう場合がある。その結果、黒基準画素からの出
力電圧は隣接する画素から拡散した過剰電荷により変化
して基準としての意味を持たなくなるため、差動増幅器
からの出力も不正確となる。
【0007】すなわち、従来のCCDカメラは、CCD
素子の画素に非常に強い光が入射した場合や、CCD素
子の画素に電荷が長時間蓄積された場合に正確な値を出
力することができなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、複数の
画素からなるCCD素子1と、CCD素子からの画像信
号を増幅する増幅回路2と、画像処理を行うために必要
な波形成形を行う信号処理回路3と、暗時出力補償回路
7とを備えたCCDカメラであって、暗時出力補償回路
7は第一のサンプルホールド回路4、第二のサンプルホ
ールド回路5、比較器8、スイッチ9、及び差動増幅器
6を備え、第一のサンプルホールド回路4は、黒基準画
素として用いられる画素からの出力電圧を保持して黒基
準電圧Aを比較器8とスイッチ9に出力し、第二のサン
プルホールド回路5は少なくとも有効画素として用いら
れる画素からの出力電圧を保持し差動増幅器6に出力
し、比較器8は黒基準電圧Aと予め設定された基準電圧
Bとを比較して、黒基準電圧Aの値が基準電圧Bの値を
超えたときは予め設定された基準電圧Cを又黒基準電圧
Aの値が基準電圧Bの値以下となったときは黒基準電圧
Aをスイッチ9が選択して差動増幅器6に出力するよう
にスイッチ9を制御し、差動増幅器6はスイッチ9によ
り選択された電圧と第二のサンプルホールド回路5から
の出力電圧との差に基づいて信号成分を出力するCCD
カメラにある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態に基づき
本発明を説明する。本実施形態のラインCCDカメラに
おいては有効画素数が2048個の1次元CCD素子を
用いた。有効画素の両端には無効画素が設けられてお
り、その数は有効素子よりも前側に32個、後側に2個
である。なお、CCD素子は画像信号を出力する際に通
常一端の画素から他端の画素に向かって順次電圧を出力
するが、ここでは先に電圧を出力する側の画素を「前
側」、後に電圧を出力する側の画素を「後側」としてい
る。有効画素は入射した光を電圧に変換して出力するこ
とが可能な画素であり、無効画素は光が入射しても電圧
に変換されない画素である。無効画素は、受光素子であ
るフォトダイオードに接続されていない空送り画素と、
フォトダイオードが遮光されているため光が入射しても
電圧に変換されない黒基準画素とからなる。本実施形態
における黒基準画素の数は18個であり、その全てが有
効素子よりも前側に配置されている。空送り画素や黒基
準画素の数や配置はCCD素子の設計仕様により異な
り、特に限定されない。図1に示すようにCCD素子1
からの出力電圧は、増幅回路2で増幅され、信号処理回
路3で画像処理を行うために必要な信号処理を施され
る。この増幅回路、信号処理回路の処理内容は装置構成
などによって異なる。本実施形態では、増幅回路におい
てCCD素子の出力電圧の極性を反転させて増幅し、信
号処理回路において高調波ノイズを除去している。
【0010】信号処理を施された出力電圧は暗時出力補
償回路7に入力される。暗時出力補償回路の一例を図5
に示す。黒基準画素からの出力電圧は第一のサンプルホ
ールド回路4に入力される。第一のサンプルホールド回
路はこの出力電圧をいったん保持し、比較器8及びスイ
ッチ9に黒基準電圧Aを出力する。一方、本実施形態に
おいては全画素からの出力電圧が第二のサンプルホール
ド回路5に入力される。有効画素のみからの出力電圧が
第二のサンプルホールド回路に入力される構成とするこ
とも可能であるが、回路構成を簡略化するためには全画
素からの出力電圧を第二のサンプルホールド回路に入力
する構成とすることが好ましい。
【0011】黒基準電圧Aは、比較器において予め設定
された基準電圧Bと比較される。基準電圧Bは通常時に
出力される黒基準電圧Aに許容値を加えた値である。許
容値は黒基準電圧がその許容値だけ増加してもCCDカ
メラの出力が正確に保たれる値であり、CCDカメラに
要求される出力の正確性、CCDカメラの使用状況など
により適宜設定される。本実施形態においては、通常時
に出力される黒基準電圧Aを約0Vとし、許容値を20
0mVとしているので、基準電圧Bは200mVに設定
されている。比較器は比較結果に応じてスイッチを制御
する。スイッチは黒基準電圧Aと予め設定された基準電
圧Cのいずれか一方が差動増幅器6に入力されるように
配線を切り替える。
【0012】比較器において有効画素の過剰電荷が黒基
準画素に拡散して黒基準電圧Aの値が基準電圧Bの値を
超えると、差動増幅器には基準電圧Cが入力されるよう
にスイッチが切り替わる。一方有効画素の過剰電荷がな
くなって、または黒基準画素に拡散しなくなって、黒基
準電圧Aの値が基準電圧Bの値以下となったときには、
差動増幅器には黒基準電圧Aが入力されるようにスイッ
チが切り替わる。なお、基準電圧Cは黒基準画素が過剰
電荷の影響を受けない場合に予想される黒基準電圧に設
定される。本実施形態においては基準電圧Cは0Vであ
る。
【0013】差動増幅器は黒基準電圧Aまたは基準電圧
Cと、第二のサンプルホールド回路からの有効画素一画
素ごとの出力電圧との差をとり、これを増幅することに
より、出力電圧から暗時出力成分を除去し、信号成分の
みを出力する。
【0014】このように本発明においては有効画素の過
剰電荷が黒基準画素に拡散して黒基準電圧Aが大きくな
った場合、差動増幅器には黒基準電圧Aの代わりに基準
電圧Cが入力される。そのため、CCD素子の画素に非
常に強い光が入射した場合や、画素に電荷が長時間が蓄
積された場合であっても差動増幅器は信号成分を比較的
正確に出力することができる。
【0015】なお、差動増幅器に基準電圧Cが入力され
ている場合、差動増幅器の出力は、正確には信号成分に
対応しなくなるが、過剰電荷が発生する場合にはCCD
素子の出力が既に飽和状態であるため、実用上全く問題
にならない。
【0016】また、本実施形態においてはCCD素子、
増幅回路、信号処理回路、及び暗時出力補償回路を同一
筐体内に入れているが、一つまたは複数の回路を筐体外
に出すことも可能である。
【0017】本発明において、第一及び第二のサンプル
ホールド回路、比較器、スイッチ、及び差動増幅器とし
ては公知の集積回路が使用可能である。
【0018】以上ラインCCDカメラを念頭に置いて説
明してきたが、前記実施形態はエリアCCDカメラなど
他のCCDカメラに適用することも可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明のCCDカメラは、CCD素子の
画素に非常に強い光が入射した場合や、画素に電荷が長
時間が蓄積された場合であっても正確な値を出力するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】暗時出力補償回路付きCCDカメラの構成を示
すブロック図である。
【図2】信号処理回路から出力される出力電圧の一例を
示す図である。
【図3】従来の暗時出力補償回路を示すブロック図であ
る。
【図4】過剰電荷が黒基準画素まで拡散した場合の信号
処理回路から出力される出力電圧の一例を示す図であ
る。
【図5】本発明に用いられる暗時出力補償回路を示すブ
ロック図である。
【図6】従来のCCDカメラの構成の一部を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 CCD素子 2 増幅回路 3 信号処理回路 4 第一のサンプルホールド回路 5 第二のサンプルホールド回路 6 差動増幅器 7 暗時出力補償回路 8 比較器 9 スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の画素からなるCCD素子(1)
    と、CCD素子からの画像信号を増幅する増幅回路
    (2)と、画像処理を行うために必要な波形成形を行う
    信号処理回路(3)と、暗時出力補償回路(7)とを備
    えたCCDカメラであって、暗時出力補償回路(7)は
    第一のサンプルホールド回路(4)、第二のサンプルホ
    ールド回路(5)、比較器(8)、スイッチ(9)、及
    び差動増幅器(6)を備え、第一のサンプルホールド回
    路(4)は、黒基準画素として用いられる画素からの出
    力電圧を保持して黒基準電圧Aを比較器(8)とスイッ
    チ(9)に出力し、第二のサンプルホールド回路(5)
    は少なくとも有効画素として用いられる画素からの出力
    電圧を保持し差動増幅器(6)に出力し、比較器(8)
    は黒基準電圧Aと予め設定された基準電圧Bとを比較し
    て、黒基準電圧Aの値が基準電圧Bの値を超えたときは
    予め設定された基準電圧Cを又黒基準電圧Aの値が基準
    電圧Bの値以下となったときは黒基準電圧Aをスイッチ
    (9)が選択して差動増幅器(6)に出力するようにス
    イッチ(9)を制御し、差動増幅器(6)はスイッチ
    (9)により選択された電圧と第二のサンプルホールド
    回路(5)からの出力電圧との差に基づいて信号成分を
    出力するCCDカメラ。
JP10099063A 1998-04-10 1998-04-10 Ccdカメラ Pending JPH11298802A (ja)

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JP10099063A JPH11298802A (ja) 1998-04-10 1998-04-10 Ccdカメラ

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JP10099063A JPH11298802A (ja) 1998-04-10 1998-04-10 Ccdカメラ

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Family

ID=14237315

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JP (1) JPH11298802A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009044615A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Sanyo Electric Co Ltd 電子カメラ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009044615A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Sanyo Electric Co Ltd 電子カメラ

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