JPS585083A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS585083A
JPS585083A JP56101230A JP10123081A JPS585083A JP S585083 A JPS585083 A JP S585083A JP 56101230 A JP56101230 A JP 56101230A JP 10123081 A JP10123081 A JP 10123081A JP S585083 A JPS585083 A JP S585083A
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JP
Japan
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signal
period
solid
vertical
state image
Prior art date
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Pending
Application number
JP56101230A
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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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56101230A priority Critical patent/JPS585083A/ja
Publication of JPS585083A publication Critical patent/JPS585083A/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】 本発明は撮像装置に関し、さらに詳しくは固体撮像素子
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。
画儂を電気信号に変換する撮像装置において、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
固体撮像素子が用いられてきている。固体撮像素子を用
いることによって素子管式のものよシも撮像装置の小型
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直に依存して増減
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ける第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シ、光学的に露出
している。ま九2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めり、光学的
にマスクされている。このような光電変換部を走査した
とき得ち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
クでおおわれた充電変換部を走査する期間、6で示す期
間は光学的に霧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、一方、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I11
%被写体像に対応した信号電流を1.とおくと、7,5
.6で示される各期間で得られる信号I?−11,I?
はそれぞれ次のとおりである。
■、=0 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ (1)1、=I−・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ (2)I6=Ia+1.・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ (3)映像信号は周知の
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いられる。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収りは省
略するが、パルスが入力した期間の映像信号の直流レベ
ルを基準値に固定することによって@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
おくがくこれを第2図の5で示す期間に選べば暗電流ニ
ーが基準の直流レベルに固定される。この結果、映像期
間の基準に対する直流レベルは信号電流1.たけて決ま
るので、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。
固体撮像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像素子の構成の一例を、MOS形
を例にとって第3図に示す。図において垂直走査回路(
シフトレジスタ)9から信号線16に出力された垂直走
査パルスによってMOSトランジスタ12が開閉され、
フォトダイオード11に蓄積された光電流工、とフォト
ダイオードで発生する暗電流り、は垂直信号線13に移
される。これに垂直信号線で発生する暗電流raw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、こむ
で水平出力線で発生する暗電流11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17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は一
水平走査期間、4は水平ブランキング期間、5//′i
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、7は絵素を走査しない期間である
。7,5.6の各期間に得られる信号B+ Irw I
:はそれぞれ次のとおりである。
B=Idg  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ (4)I≦= I an+
I−+I at  ・・・・・・・・・・・・ (5)
1:=Iam+Ia−+Iap+L  ・・・・・・ 
(6)ここでパルスクランプ回路のパルス位置を第4図
中5で示す期間に選べば、暗電流Iam+Ia、+It
pが基準の直流レベルに固定される。これによって基準
に対する映像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■、たけて決まり、
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。
然るに固体撮像素子では暗電流の他に、ビデオ信号の黒
レベルを変動させる要因が存在する。次にこれについて
説明する。
固体撮像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持つことがある。
ドレインで発生した光電荷はMOS)ランジスタのオン
・オフKかかわシなく垂直信号線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像を撮像すると、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。このような固体撮像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、垂直ブ
ランキング期間内に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
間に得られた映像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。図において固体撮像
素子18から出力された信号はプリアンプ19、低域ろ
波器20t−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シさし
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Iapも含まれない。こ
の結果メモリに書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IM4.I
賦、はそれぞれ ■輩、=■4H・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・ (7)IMII = I aa+
I a−十I −・・・・・・・・・ (8)となる。
ここで工7.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
られる信号工L I41は次のとおりである。
I;=Ian  ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ (9)■ノ=Iaa+I
av+Iap+I−−+I。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ 翰したがって”411Fよ、91菖4. 
 IM6をさし引いた出力電流工04. Io。は次の
とおりである。
l04=O・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ aυIo、= I av
+ I −・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ na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Iipが混入するのでビデオ何カの黒レベルが影響を
受けるという欠点がある。
本発明の目的は、固体撮像素子を用いたときも黒レベル
が暗電流の変化・垂直スメアに影響されない撮像装置を
提供することである。
この目的を達成するため、本発明においては、直流クラ
ンプ手段から得られる信号を垂直ブランキング期間に1
水平期間分記憶しておき、撮像期間に直流クランプ手段
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
号を差しひく構成とする。
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。図において固体撮像素
子24は第3図に示す黒マスクを付けた固体撮像素子で
ある。固体撮像素子から得られた信号電流はプリアンプ
19、低域ろ波器20を経てパルスクランプ回路25に
加えられる。ここで垂直ブランキング期間にパルスクラ
ンプ回路へ加わる信号は第9図に示すものとなる。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、7で示す期間は垂直信号線を走査しない期間
、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で示す期間は光学的に露出した部分の
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I v79Iv@gL@は次のとおりで
ある。
I□=I411 ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・団・・・・ α3I、、=I纏厘十I−1
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  α4
I −a = I −m+ I av+ I −、・・
・””  (Isこのときパルスクランプ回路のパルス
位置を5で示す期間にすれば暗電流Iaa+Ia−が基
準レベルに固定されるので、メモリ21に九くわえられ
る信号は垂直スメアエ1.のみとなる。
一方、通常の走査期間の信号は第10図に示すものであ
り、7,5.6の各期間に得られる信号I!i′、Ir
、Irハ l7=Iaa  ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ QIIr= I−翼十I
av+Iap   ・・・・・・・・・・・・  αη
Is’=Iaa+Ia−+Ia、+I−+I−−・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ a樟となる。ここで映像期間にパルスクランプ回
路から得られる信号は、暗電流I ai+I 4v+I
 ayが基準レベルになるので1.+1.、となる。こ
の結果、減算回路から得られる信号は■、となり、暗電
流も垂直スメアも含まないのでビデオ信号の黒レベルが
変動することはない。
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、第11図に本発明の他の実施例を示す。
第11図のブロック図が第8図のブロック図と異なる点
は、パルスクランプ回路25が減算回路23の後に位置
していることである。仁のときメモリに記録された信号
はQj〜α$式で表わされ、低域ろ波器から通常の走査
期間に得られる信号はαQ〜餞で表わされるから、7,
5.6の各期間に減算回路から得られる信号I’oye
 I’o、s I’o@はI’oy=O・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ a場I’os=Iす・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ (至)I’o@ 
== I a = + I −・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・ (至)となる。ここでパルスク
ランプ回路25のパルス位置を5で示す期間に選べば、
暗電流Iapが基準レベルに固定される。これによって
基準に対する映像期間の信号は工、のみで決まD、88
図の実施例と同様にビデオ信号の黒レベルは暗電流、垂
直スメアの影響を受けない。
【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型固体撮像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5、第6
図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i例を示す図
、第8図、第11図は本発明の実施例を示す図、第9図
は本発明の実施例において垂直ブランキング期間に得ら
れる信号の一例を示す図、第10図は本発明の実施例に
おいて通常の水平走査期間に得″t′″、b!′o−例
tyx″t@16・       、代理人 弁理士 
薄田利幸ご ′yfJ 1 目 1 笥 2 閏 ′y7F33  目 δ 第 4121 )1!i5   J (^)              (bン扁 6 口 第 δ  図 第 9 ロ

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7レイ状に起動した
    固体撮像素子を用いる固体撮像装置において、上記固体
    撮像素子の垂直方向絵素列のうち複数列を光学的にじゃ
    へいする手段と、上記固体撮像素子から得られる信号の
    上記光学的にじゃへいした絵素列に対応し九期間の直流
    レベルを基準値に固定する直流クランク手段と、上記直
    流クランプ手段から得られる信号を垂直ブランキング期
    間中に1水平走査期間分記憶するメモリ手段と、撮像期
    間に上記直流クランプ手段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
    けた仁とを特徴をする固体撮像装置。
JP56101230A 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置 Pending JPS585083A (ja)

Priority Applications (1)

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JP56101230A JPS585083A (ja) 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置

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JP56101230A JPS585083A (ja) 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置

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JPS585083A true JPS585083A (ja) 1983-01-12

Family

ID=14295092

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JP56101230A Pending JPS585083A (ja) 1981-07-01 1981-07-01 固体撮像装置

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JP (1) JPS585083A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4941051A (en) * 1988-02-03 1990-07-10 Crossfield Electronics Limited Signal processing circuit and method
JPH0420080A (ja) * 1990-05-14 1992-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4941051A (en) * 1988-02-03 1990-07-10 Crossfield Electronics Limited Signal processing circuit and method
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