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JP4393225B2 - Imaging device - Google Patents

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JP4393225B2
JP4393225B2 JP2004051678A JP2004051678A JP4393225B2 JP 4393225 B2 JP4393225 B2 JP 4393225B2 JP 2004051678 A JP2004051678 A JP 2004051678A JP 2004051678 A JP2004051678 A JP 2004051678A JP 4393225 B2 JP4393225 B2 JP 4393225B2
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誠二 橋本
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    • 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
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/627Detection or reduction of inverted contrast or eclipsing effects

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明は、光電変換機能を有する画素を複数配置した固体撮像装置及びそれを用いた撮像システムに関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion function are arranged, and an imaging system using the same.

固体撮像素子には、大別してCCD等の電荷転送型と、MOS型撮像デバイス等のX,Yアドレス型が存在する。   Solid-state imaging devices are roughly classified into charge transfer types such as CCDs and X and Y address types such as MOS type imaging devices.

上記のような固体撮像素子をセンサ−として使用する場合には、メリットも多いがデメリットもある。そのデメリットの一つとして、高輝度被写体像を撮像した場合に、スメアと呼ばれる画像劣化が存在する。   The use of the solid-state image sensor as described above as a sensor has many advantages but also disadvantages. One of the disadvantages is image degradation called smear when a high-luminance subject image is captured.

CCDの場合は、フォトダイオ−ドに隣接している垂直転送レジスタに、被写体光のごく一部が光リ−クとしてもれこみ、画像上は高輝度被写体像の縦方向に白い帯状のノイズとなる。この現象は、フォトダイオ−ドの飽和する光量の約60dB〜約100dB以上の光量があった場合に発生する。   In the case of a CCD, a small part of the subject light leaks as a light leak into the vertical transfer register adjacent to the photodiode, and on the image, a white band-like noise in the vertical direction of the high-luminance subject image. It becomes. This phenomenon occurs when there is an amount of light that is about 60 dB to about 100 dB or more of the amount of light saturated by the photodiode.

MOS型撮像デバイスの場合は、一般的に図12に示すように、画素がフォトダイ−ド1、フォトダイオ−ドからの信号を増幅して出力する増幅用MOSトランジスタ2、フォトダイオ−ド1の信号を増幅用MOSトランジスタ2に転送する転送用MOSトランジスタ3、増幅用MOSトランジスタのゲ−ト領域にリセット電位を供給するためのリセット用MOSトランジスタ、増幅用MOSトランジスタ2からの信号を選択的に出力されるための選択用MOSトランジスタ5から構成され、フォトダイオ−ド1の信号を増幅用MOSトランジスタ2に転送する前に、増幅用MOSトランジスタのゲ−ト電極領域をリセットすることにより、スメアはほとんどないと言われてきた。例えば、ビデオカメラ等のム−ビカメラの露光時間16、7msに対し、フォトダイオ−ドから増幅MOSトランジスタへの転送時間は、数μsであり、約100dBの光量差があり、また増幅用MOSトランジスタのゲ−ト電極領域は遮光していることから問題はないと考えられていた。これらのMOS型撮像デバイスは、例えば、特許文献1に開示されている。
特開平01−238381
In the case of a MOS type image pickup device, generally, as shown in FIG. 12, a pixel is a photodiode 1, an amplifying MOS transistor 2 that amplifies and outputs a signal from the photodiode, and a photodiode 1 The transfer MOS transistor 3 for transferring the above signal to the amplification MOS transistor 2, the reset MOS transistor for supplying the reset potential to the gate region of the amplification MOS transistor, and the signal from the amplification MOS transistor 2 are selectively used. By resetting the gate electrode region of the amplifying MOS transistor before transferring the signal of the photodiode 1 to the amplifying MOS transistor 2. It has been said that there are few smears. For example, the transfer time from the photodiode to the amplification MOS transistor is several μs with respect to the exposure time of 16 or 7 ms of a video camera or the like, and there is a light amount difference of about 100 dB, and the amplification MOS transistor This gate electrode region is considered to have no problem since it is shielded from light. These MOS type imaging devices are disclosed in Patent Document 1, for example.
JP-A-01-238381

我々が撮像実験を進めていくうちに次のような課題が判明した。   As we proceeded with imaging experiments, the following issues were identified.

フォトダイオ−ド等の光電変換手段で光電変換され出力された信号に含まれるノイズ成分を除去するためにノイズ成分を差分する差分手段を持つ固体撮像装置がある。差分手段を持った固体撮像装置の一例として、図13に示すような固体撮像装置が存在する。また、図13の固体撮像装置の動作タイミングを示すためのタイミングを図14に示す。画素6は、図12で説明した画素と同じ構成であり、t1期間に増幅用MOSトランジスタの入力部をリセットしたリセット信号vnをメモリCN7に蓄積し、t2期間に、光電変換手段によって光電変換されることによって生じた信号vsが増幅用MOSトランジスタの入力部に転送されるとともに、その増幅用MOSトランジスタから出力された信号VSは、メモリCSに蓄積される。   There is a solid-state imaging device having difference means for subtracting noise components in order to remove noise components included in signals output by photoelectric conversion by photoelectric conversion means such as a photodiode. As an example of the solid-state imaging device having the difference means, there is a solid-state imaging device as shown in FIG. FIG. 14 shows the timing for indicating the operation timing of the solid-state imaging device of FIG. The pixel 6 has the same configuration as the pixel described with reference to FIG. 12, and stores a reset signal vn obtained by resetting the input portion of the amplifying MOS transistor in the period t1, and is photoelectrically converted by the photoelectric conversion means in the period t2. The signal vs generated by this is transferred to the input portion of the amplifying MOS transistor, and the signal VS output from the amplifying MOS transistor is stored in the memory CS.

ここで、CSに蓄積されている信号VSは、光電変換によって生じた信号(vs)とリセット信号(vn)とが含まれている。メモリCN7に蓄積されているリセット信号vnと、メモリCS8に蓄積された信号VS(=vs+vn)は、差動アンプ9に読み出される。そして、差動アンプではVS−vnの差分演算が行なわれ、ノイズ成分であるリセット信号が除去されたノイズ成分のない信号vsが出力される。しかし、増幅用MOSトランジスタの入力部は、t1期間はリセットされているはずであるが、非常に強い光による光リ−クにより、ノイズ成分であるノイズ信号vnには、光リ−クノイズ信号vlが加わる(VN=vn+vl)。従って、差動アンプから出力される出力信号は、VS−VN=vs−vlとなり、vlが飽和に達すると出力信号vs−vlは零になり、非常に明るい被写体であるにも係わらず、画像の黒しずみ現象が発生する。図15にこの現象の概念図を示す。横軸は、光電変換手段への入射光量、縦軸は光電変換手段で生じた信号レベルを表す。   Here, the signal VS accumulated in the CS includes a signal (vs) generated by photoelectric conversion and a reset signal (vn). The reset signal vn stored in the memory CN7 and the signal VS (= vs + vn) stored in the memory CS8 are read to the differential amplifier 9. Then, the differential amplifier performs a difference calculation of VS−vn, and outputs a signal vs without a noise component from which the reset signal which is a noise component is removed. However, the input portion of the amplifying MOS transistor should be reset during the period t1, but due to the optical leak caused by very strong light, the noise signal vn, which is a noise component, becomes an optical leak noise signal vl. Is added (VN = vn + vl). Therefore, the output signal output from the differential amplifier is VS−VN = vs−vl, and when vl reaches saturation, the output signal vs−vl becomes zero, and the image is an image even though it is a very bright subject. The black blurring phenomenon occurs. FIG. 15 shows a conceptual diagram of this phenomenon. The horizontal axis represents the amount of light incident on the photoelectric conversion means, and the vertical axis represents the signal level generated by the photoelectric conversion means.

このように、被写体中に高輝度物体(太陽、ライト等)がある等の撮像条件によって、その部分が黒い画像となり、画質が悪くなる。   Thus, depending on the imaging conditions such as the presence of a high-luminance object (sun, light, etc.) in the subject, that portion becomes a black image, and the image quality deteriorates.

上記課題を解決するために、光電変換手段と、光電変換手段で発生した信号を増幅して読み出す増幅手段と、をそれぞれ含む複数の画素と、
画素が接続された複数の出力線と、
増幅手段から増幅手段の入力部をリセットすることにより得られる画素ノイズ信号を出力線に読み出す第1のモードと、増幅手段から光電変換手段で発生した信号を含む画像信号を出力線に読み出す第2のモードと、を制御するタイミングジェネレータと、
増幅手段から同じ出力線に読み出された画素ノイズ信号と画像信号の差分処理を行なう差分手段と、
両信号の少なくとも一方が、前もって決められたそれぞれの条件を満たしていることを検出する検出手段と、検出手段が上記検出を行なうことにより、差分処理を行なわずに画像信号を出力する、或いは、差分処理された信号を前もって決められた信号レベルに変換する、補正を行なう補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置を提供する。
In order to solve the above problems, a plurality of pixels each including a photoelectric conversion unit and an amplification unit that amplifies and reads a signal generated by the photoelectric conversion unit,
A plurality of output lines to which the pixels are connected;
A first mode in which a pixel noise signal obtained by resetting the input unit of the amplifying unit from the amplifying unit is read to the output line, and a second mode in which an image signal including a signal generated by the photoelectric conversion unit is read from the amplifying unit to the output line A timing generator for controlling the mode,
Difference means for performing a difference process between the pixel noise signal and the image signal read from the amplification means to the same output line;
A detection means for detecting that at least one of the two signals satisfies a predetermined condition, and the detection means performs the above detection to output an image signal without performing differential processing; or Correction means for converting the difference-processed signal into a predetermined signal level and performing correction;
There is provided an imaging device characterized by comprising:

また、光電変換手段と、光電変換手段で発生した信号を増幅して読み出す増幅手段と、を含む複数の画素と、
増幅手段から増幅手段の入力部をリセットすることにより得られる画素ノイズ信号を読み出す第1のモードと、増幅手段から光電変換手段で発生した信号を含む画像信号を読み出す第2のモードと、を制御するタイミングジェネレータと、
増幅手段から読み出された画素ノイズ信号と画像信号の差分処理を行なう差分手段と、
画素ノイズ信号が前もって決められた第1の基準レベル以上である第1の状態と、画像信号が前もって決められた第2の基準レベル以上である第2の状態と、の少なくとも一方を検出する検出手段と、
検出手段が第1の状態と第2の状態の少なくとも一方を検出した際に、差分処理を行なわずに画像信号を出力する、又は、差分処理された信号を前もって決められた信号レベルに変換する、補正を行なう補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置を提供する。
In addition, a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit and an amplification unit that amplifies and reads a signal generated by the photoelectric conversion unit,
A first mode for reading a pixel noise signal obtained by resetting the input unit of the amplification unit from the amplification unit and a second mode for reading an image signal including a signal generated by the photoelectric conversion unit from the amplification unit are controlled. A timing generator to
Difference means for performing a difference process between the pixel noise signal read from the amplification means and the image signal;
Detection that detects at least one of a first state in which the pixel noise signal is greater than or equal to a predetermined first reference level and a second state in which the image signal is greater than or equal to a predetermined second reference level Means,
When the detection means detects at least one of the first state and the second state, the image signal is output without performing the difference processing, or the signal subjected to the difference processing is converted to a predetermined signal level. Correction means for performing correction;
There is provided an imaging device characterized by comprising:

上記構成により、静止画モード時には、第1の領域の画像データを読み出して取り込み、動画モード時には、撮像手段から第1の領域よりも少ない画素数の画像データを読み出して取り込むという、どちらでも操作者が希望するモードで被写体を撮影することができる。   With the above configuration, in the still image mode, the image data of the first area is read and captured, and in the moving image mode, the image data having a smaller number of pixels than the first area is read and captured from the imaging unit. Can shoot the subject in the desired mode.

本発明では、撮像している被写体条件に係わらず良質な画像を得ることが可能となる。   In the present invention, it is possible to obtain a high-quality image regardless of the subject condition being imaged.

以下、実施例を用いて、本発明の実施の形態について述べる。   Embodiments of the present invention will be described below using examples.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態について説明する。図1は、第1の実施の形態を表す固体撮像装置100である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a solid-state imaging device 100 representing the first embodiment.

図1において、10は図12で示した画素6が水平方向及び垂直方向に複数配列して構成された部分であり、画素は図12で説明したように光電変換手段であるフォトダイ−ド1、フォトダイオ−ドからの信号を増幅して出力する読出手段である増幅用MOSトランジスタ2、フォトダイオ−ド1の信号を増幅用MOSトランジスタ2に転送する転送手段である転送用MOSトランジスタ3、増幅用MOSトランジスタの入力部にリセット電位を供給するためのリセット手段であるリセット用MOSトランジスタ、増幅用MOSトランジスタ2からの信号を選択的に出力されるための選択手段である選択用MOSトランジスタ5から構成されている。11は水平方向の一行の画素からの信号を、順次一行毎に出力させる垂直シフトレジスタ、8は画素内の増幅用MOSトランジスタ2から出力されたフォトダイオ−ド1によって光電変換されることによって生じた信号vsとノイズ成分であるリセット信号vnとが加わった信号VSが蓄積されるSメモリ、7はノイズ成分であるリセット信号vnと光リ−クノイズ信号vlが加わった信号VNを蓄積するNメモリ、12はSメモリ8及びNメモリ7に蓄積されている信号を1行毎に出力させる水平シフトレジスタ、13は、Sメモリ8及びNメモリ7のそれぞれから出力された信号VS、VNを増幅するアンプである。9はアンプ13から出力された信号VSからノイズ成分を差分するために、信号VSと信号VNの差分演算を行なう差分手段である差動アンプ,14は撮像している被写体の被写体条件等を含む撮像条件を検出するための検出手段であるレベル検知回路、15はレベル検知回路14の出力に応じて、差分処理を行なうことに対して補正(差分演算を行なうこと又は行なわないことを選択的に切り替えること)を行なうための補正手段であるスイッチである。ここで、スイッチ15はレベル検知回路の出力に応じて、スイッチが開かれた場合には、差動アンプには信号VNが出力されず差動アンプからは、差分処理されていない信号VSが出力されることになる。16は、差動アンプから出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するためのA/D変換回路、17は撮像領域10、A/D変換回路16のタイミングを制御するタイミングジェネレ−タである。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a portion in which a plurality of pixels 6 shown in FIG. 12 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction, and the pixels are photodiodes 1 which are photoelectric conversion means as described in FIG. An amplifying MOS transistor 2 which is a reading means for amplifying and outputting a signal from the photodiode; a transfer MOS transistor 3 which is a transferring means for transferring the signal of the photodiode 1 to the amplifying MOS transistor 2; A reset MOS transistor which is a reset means for supplying a reset potential to the input portion of the amplification MOS transistor, and a selection MOS transistor 5 which is a selection means for selectively outputting a signal from the amplification MOS transistor 2 It is composed of Reference numeral 11 denotes a vertical shift register for sequentially outputting signals from pixels in one horizontal row for each row. Reference numeral 8 denotes a result of photoelectric conversion by the photodiode 1 output from the amplifying MOS transistor 2 in the pixel. S memory for storing the signal VS added with the signal vs and the reset signal vn as the noise component, and N memory for storing the signal VN with the reset signal vn as the noise component and the optical leak noise signal vl added. , 12 is a horizontal shift register that outputs the signals stored in the S memory 8 and the N memory 7 for each row, and 13 amplifies the signals VS and VN output from the S memory 8 and the N memory 7, respectively. It is an amplifier. 9 is a differential amplifier which is a differential means for performing a difference calculation between the signal VS and the signal VN in order to make a difference between noise components from the signal VS output from the amplifier 13, and 14 includes subject conditions of the subject being imaged. A level detection circuit 15 serving as detection means for detecting an imaging condition is selectively corrected to perform difference processing (difference calculation is performed or not performed) according to the output of the level detection circuit 14. This is a switch that is a correction means for performing switching. Here, when the switch 15 is opened according to the output of the level detection circuit, the signal VN is not output to the differential amplifier, and the signal VS not subjected to differential processing is output from the differential amplifier. Will be. Reference numeral 16 denotes an A / D conversion circuit for converting an analog signal output from the differential amplifier into a digital signal, and reference numeral 17 denotes a timing generator for controlling the timing of the imaging region 10 and the A / D conversion circuit 16.

次に、レベル検知回路14、スイッチ15の動作について詳細に説明する。図2は、横軸がフォトダイオ−ド1への入射光量、縦軸がフォトダイオ−ドで発生した信号レベルをあらわした図である。フォトダイオ−ドで発生した信号vsは、光量Bで飽和し、光リ−クノイズvlは光量C付近で徐々に大きな信号レベルとなっており、光量がC以上の場合に、差分処理を行なった場合には黒しずみ現象が起こることがわかる。   Next, operations of the level detection circuit 14 and the switch 15 will be described in detail. FIG. 2 is a diagram in which the horizontal axis represents the amount of light incident on the photodiode 1 and the vertical axis represents the signal level generated by the photodiode. The signal vs generated by the photodiode is saturated with the light amount B, and the optical leak noise vl is gradually increased in the vicinity of the light amount C. When the light amount is C or more, the difference processing is performed. In some cases, it can be seen that a darkening phenomenon occurs.

従って、レベル検知回路14によって少なくともフォトダイオ−ドで発生した信号vsが飽和したこと又は光リ−クノイズ信号vlが所定レベル以上発生したことを検知し、それらが検知された場合にはスイッチ15を開くことにより、差分処理を中止することにより黒しずみ現象は発生しない。差分処理をされなかった信号は、ノイズ成分を含んだものであるが、飽和信号として取り扱う(また、Knee処理により圧縮する)ために問題はない。   Accordingly, it is detected by the level detection circuit 14 that at least the signal vs generated by the photodiode is saturated or the optical leak noise signal vl is generated at a predetermined level or higher. By opening, the difference process is stopped and no blackening phenomenon occurs. The signal that has not been subjected to the differential processing includes a noise component, but there is no problem because it is treated as a saturated signal (and compressed by the Knee processing).

ここで、飽和信号として検出するのは、完全に飽和する信号レベルよりも若干小さいレベルであるレベルVA以上の信号としている。本実施の形態では、レベル検知回路はSメモリ8から出力された信号VSの信号レベルがVA以上であるか否かを検出することによりフォトダイオ−ドの飽和を、またはNメモリ7から出力された信号VNが信号レベルVB以上であるか否かを検出することにより光リ−クノイズ信号vlが所定レベル以上発生したことを検出している。   Here, the signal detected as the saturation signal is a signal of level VA or higher, which is a level slightly lower than the signal level that is completely saturated. In the present embodiment, the level detection circuit detects whether the signal level of the signal VS output from the S memory 8 is equal to or higher than VA, so that the saturation of the photodiode is output from the N memory 7. By detecting whether or not the signal VN is equal to or higher than the signal level VB, it is detected that the optical leak noise signal vl is generated at a predetermined level or higher.

このように、レベル検知回路14で信号VSがVA以上又は信号VNがVB以上であることが検知された場合に、差分処理を行なわないようにすることによって黒しずみのない画像を得ることができる。本実施の形態では、検知手段として上述で説明したようなレベル検知回路14を示したが、撮像条件を検出できるものであればよく、また、アンプ13の後段に設けなくても、例えば画素内等であってもよい。   As described above, when the level detection circuit 14 detects that the signal VS is equal to or higher than VA or the signal VN is equal to or higher than VB, it is possible to obtain an image with no blackening by not performing the difference processing. . In the present embodiment, the level detection circuit 14 as described above is shown as the detection means. However, any detection circuit can be used as long as it can detect the imaging condition. Etc.

また、本実施の形態では、補正手段として差分処理を行なわないようにするスイッチ15を示したが、検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なうものであればよく、補正手段の場所も例えば撮像領域内10等であっても良い。また、Nメモリ7の入力あるいは出力の転送を停止したり、画素6からノイズ信号の転送を停止したりする等であってもよい。   In the present embodiment, the switch 15 that does not perform the difference process is shown as the correction unit. However, any correction unit that corrects the difference process according to the output of the detection unit may be used. The location may be, for example, 10 in the imaging area. Further, the transfer of the input or output of the N memory 7 may be stopped, or the transfer of the noise signal from the pixel 6 may be stopped.

また、固体撮像装置100内の構成を全てCMOSプロセス等によって同一半導体基板内に形成してもよいし、また、例えばA/D変換回路16やタイミングジェネレ−タを別の半導体基板に形成してもよい。   Further, the entire configuration of the solid-state imaging device 100 may be formed on the same semiconductor substrate by a CMOS process or the like, or for example, the A / D conversion circuit 16 and the timing generator are formed on another semiconductor substrate. Also good.

さらにまた、本実施の形態の固体撮像装置の画素は2次元状に配列されたエリアセンサ−であっても、1次元状に配列されたラインセンサ−であってもよい。   Furthermore, the pixels of the solid-state imaging device according to the present embodiment may be area sensors arranged two-dimensionally or line sensors arranged one-dimensionally.

(第2の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態について説明する。図3は、第2の実施の形態を表す固体撮像装置100の一部分を示した図である。図3で省略されているアンプ13の前段は、第1の実施の形態で説明したものと同じである。
(Second Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a part of the solid-state imaging device 100 representing the second embodiment. The preceding stage of the amplifier 13 omitted in FIG. 3 is the same as that described in the first embodiment.

ここで、メモリ18はA/D変換回路16からの信号を蓄積するメモリであり、補正手段である変換回路19は、検出手段である検知回路からの出力に応じて、差分処理を行なうことに対する補正を行なう(差分処理された信号を所定の信号レベルの信号に変換する)。また、検知手段であるレベル検知回路は第1の実施の形態と同じ方法で、撮像している被写体の被写体条件等を含む撮像条件の検出を行なっている。   Here, the memory 18 is a memory for accumulating signals from the A / D conversion circuit 16, and the conversion circuit 19 as correction means performs differential processing according to the output from the detection circuit as detection means. Correction is performed (the signal subjected to difference processing is converted into a signal having a predetermined signal level). Further, the level detection circuit as a detection means detects the imaging condition including the subject condition of the subject being imaged by the same method as in the first embodiment.

本実施の形態では、第1の実施の形態と異なり、レベル検知回路で信号VSがVA以上又は信号VNがVB以上であることが検出された信号であっても、差分手段である差動アンプ9で差分処理(VS−VN)が行われ、A/D変換回路16でディジタル信号に変換され、メモリ18に記憶される。そして、そのメモリ18から信号を読み出す時に、レベル検知回路で信号VSがVA以上又は信号VNがVB以上であることが検出された信号に対しては、メモリ18からその信号を読み出す時に、変換回路19がその信号を所定レベルの信号(例えば信号レベルVA)に変換する。あるいは又、レベル検知回路14の飽和検知信号でA/D変換回路16のディジタル信号を飽和デ−タに変換してもよい。   In the present embodiment, unlike the first embodiment, a differential amplifier that is a differential means even if the level detection circuit detects that the signal VS is VA or higher or the signal VN is VB or higher. Difference processing (VS-VN) is performed at 9, converted to a digital signal by the A / D conversion circuit 16, and stored in the memory 18. When the signal is read from the memory 18, the level detection circuit detects that the signal VS is equal to or higher than VA or the signal VN is equal to or higher than VB. When the signal is read from the memory 18, the conversion circuit 19 converts the signal into a signal of a predetermined level (for example, signal level VA). Alternatively, the digital signal of the A / D conversion circuit 16 may be converted into saturation data by the saturation detection signal of the level detection circuit 14.

つまり、レベル検知回路14で信号VSがVA以上又は信号VNがVB以上であることが検知された場合に変換回路19を動作させることによって、黒しずみのない画像を得ることができる。   That is, when the level detection circuit 14 detects that the signal VS is equal to or higher than VA or the signal VN is equal to or higher than VB, the conversion circuit 19 is operated to obtain an image without black spots.

本実施の形態では、検知手段として上述で説明したようなレベル検知回路14を示したが、撮像条件を検出できるものであればよく、また、アンプ13の後段に設けなくても、例えば画素内等であってもよい。   In the present embodiment, the level detection circuit 14 as described above is shown as the detection means. However, any detection circuit can be used as long as it can detect the imaging condition. Etc.

また、本実施の形態では、補正手段としてメモリから読み出す時に、所定のレベルを持つ信号レベルと変換する構成を示したが、その他のものであっても検出手段の出力に応じて差分処理を行なうことに対する補正を行なうものであればよく、補正手段の場所も例えば撮像領域内10等であっても良い。   Further, in the present embodiment, a configuration has been shown in which the signal level having a predetermined level is converted when reading from the memory as the correction unit. However, the difference processing is performed according to the output of the detection unit even for other types. As long as it corrects the situation, the location of the correction means may be, for example, 10 in the imaging region.

また、固体撮像装置100内の構成を全てCMOSプロセス等によって同一半導体基板内に形成してもよいし、また、例えばA/D変換回路16やタイミングジェネレ−タを別の半導体基板に形成してもよい。   Further, the entire configuration of the solid-state imaging device 100 may be formed on the same semiconductor substrate by a CMOS process or the like, or for example, the A / D conversion circuit 16 and the timing generator are formed on another semiconductor substrate. Also good.

さらにまた、本実施の形態の固体撮像装置の画素は2次元状に配列されたエリアセンサ−であっても、1次元状に配列されたラインセンサ−であってもよい。   Furthermore, the pixels of the solid-state imaging device according to the present embodiment may be area sensors arranged two-dimensionally or line sensors arranged one-dimensionally.

図4は画素断面を示す図であるが、光リ−クを防ぐために遮光を徹底的に行なっている。図4において、n型半導体領域である領域20と、p型半導体領域である領域21でフォトダイオ−ドを構成(図の1に相当)し、n型半導体領域である領域23は、増幅用MOSトランジスタの入力部に相当し、ゲ−ト電極24は、フォトダイオ−ドを構成している領域20,21からの信号を領域23に転送するはたらきをする。また25、26、27はそれぞれアルミニウムで作られている遮光膜であり、28は黒部材であり、25、26、27、28の遮光膜によって光リ−クを防ぐようにしている。   FIG. 4 is a diagram showing a cross section of a pixel, and light is thoroughly shielded to prevent light leak. In FIG. 4, a photodiode is composed of a region 20 which is an n-type semiconductor region and a region 21 which is a p-type semiconductor region (corresponding to 1 in the figure), and the region 23 which is an n-type semiconductor region The gate electrode 24 corresponds to the input portion of the MOS transistor, and serves to transfer signals from the regions 20 and 21 constituting the photodiode to the region 23. Reference numerals 25, 26, and 27 denote light shielding films made of aluminum, and reference numeral 28 denotes a black member. The light shielding films 25, 26, 27, and 28 prevent light leakage.

しかしながら上記で説明した第1の実施の形態や、第2の実施の形態の固体撮装置では、遮光は簡単なプロセスで可能となる。つまり、黒部材28は不必要となり、遮光膜27も遮光膜26をうまく利用することにより除去することができる。部材や遮光膜27を除去することにより、フォトダイオ−ドとマイクロレンズ間の距離が短くでき、マイクロレンズによる集光効率が良くなる。   However, in the solid-state imaging device of the first embodiment and the second embodiment described above, light shielding can be performed with a simple process. That is, the black member 28 becomes unnecessary, and the light shielding film 27 can also be removed by making good use of the light shielding film 26. By removing the member and the light shielding film 27, the distance between the photodiode and the microlens can be shortened, and the light collection efficiency by the microlens is improved.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態について説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described.

図5は、上述した第1又は第2の実施の形態の固体撮像装置を撮像システムであるビデオカメラに適用した場合の図である。201は撮影レンズで焦点調節を行なうためのフォーカスレンズ201A、ズーム動作を行なうズームレンズ201B、結像用のレンズ201Cを備えている。202は絞り、100は撮像面に結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像信号に変換する第1又は第2の実施形態で説明した固体撮像装置、205は撮像装置100から出力された映像信号にガンマ補正、色分離、ブランキング処理等の所定の処理を施すプロセス回路で、輝度信号Yおよびクロマ信号Cを出力する。プロセス回路205から出力されたクロマ信号Cは、色信号補正回路21で、ホワイトバランス及び色バランスの補正がなされ、色差信号R−Y,B−Yとして出力される。また、プロセス回路205から出力された輝度信号Yと、色信号補正回路221から出力された色差信号R−Y,B−Yは、エンコーダ回路(ENC回路)224で変調され、標準テレビジョン信号として出力される。そして、図示しないビデオレコーダ、あるいは電子ビューファインダ等のモニタEVFへと供給される。   FIG. 5 is a diagram when the solid-state imaging device according to the first or second embodiment described above is applied to a video camera which is an imaging system. A photographic lens 201 includes a focus lens 201A for performing focus adjustment, a zoom lens 201B for performing a zoom operation, and an imaging lens 201C. Reference numeral 202 denotes a stop, 100 denotes a solid-state imaging device described in the first or second embodiment that photoelectrically converts a subject image formed on the imaging surface into an electrical imaging signal, and 205 denotes an output from the imaging device 100. The luminance signal Y and the chroma signal C are output by a process circuit that performs predetermined processing such as gamma correction, color separation, and blanking on the video signal. The chroma signal C output from the process circuit 205 is subjected to white balance and color balance correction by the color signal correction circuit 21, and is output as color difference signals RY and BY. Also, the luminance signal Y output from the process circuit 205 and the color difference signals RY and BY output from the color signal correction circuit 221 are modulated by an encoder circuit (ENC circuit) 224 and used as a standard television signal. Is output. Then, it is supplied to a monitor EVF such as a video recorder (not shown) or an electronic viewfinder.

次いで、206はアイリス制御回路で有り、サンプルホールド回路4から供給される映像信号に基づいてアイリス駆動回路207を制御し、映像信号のレベルが所定レベルの一定値となるように、絞り2の開口量を制御すべくigメータを自動制御するものである。   Next, reference numeral 206 denotes an iris control circuit, which controls the iris driving circuit 207 based on the video signal supplied from the sample and hold circuit 4 so that the aperture of the diaphragm 2 is adjusted so that the level of the video signal becomes a predetermined value. The ig meter is automatically controlled to control the amount.

213、214は、固体撮像装置100から出力された映像信号中より合焦検出を行なうために必要な高周波成分を抽出する、異なった帯域制限のバンドパスフルタ(BPF)である。第一のバンドパスフィルタ213(BPF1)、及び第二のバンドパスフィルタ214(BPF2)から出力された信号は、ゲート回路215及びフォーカスゲート枠信号で各々でゲートされ、ピーク検出回路216でピーク値が検出されてホールドされると共に、論理制御回路217に入力される。この信号を焦点電圧と呼び、この焦点電圧によってフォーカスを合わせている。また、218はフォーカスレンズ201Aの移動位置を検出するフォーカスエンコーダ、219はズームレンズ201Bの焦点距離を検出するズームエンコーダ、220は絞り202の開口量を検出するアイリスエンコーダである。これらのエンコーダの検出値は、システムコントロールを行なう論理制御回路217へと供給される。   Reference numerals 213 and 214 denote different band-limited filter (BPF) for extracting high-frequency components necessary for performing focus detection from the video signal output from the solid-state imaging device 100. The signals output from the first bandpass filter 213 (BPF1) and the second bandpass filter 214 (BPF2) are gated by the gate circuit 215 and the focus gate frame signal, respectively, and the peak value is detected by the peak detection circuit 216. Is detected and held, and input to the logic control circuit 217. This signal is called a focus voltage, and the focus is adjusted by this focus voltage. Reference numeral 218 denotes a focus encoder that detects the moving position of the focus lens 201A, 219 denotes a zoom encoder that detects the focal length of the zoom lens 201B, and 220 denotes an iris encoder that detects the opening amount of the diaphragm 202. The detection values of these encoders are supplied to a logic control circuit 217 that performs system control.

論理制御回路217は、設定された合焦検出領域内に相当する映像信号に基づいて、被写体に対する合焦検出を行い焦点調節を行なう。即ち、各々のバンドパスフィルタ213、214より供給された高周波成分のピーク値情報を取り込み、高周波成分のピーク値が最大となる位置へとフォーカスレンズ201Aを駆動すべくフォーカス駆動回路209にフォーカスモータ210の回転方向、回転速度、回転/停止等の制御信号を供給し、これを制御する。   The logic control circuit 217 performs focus detection by performing focus detection on the subject based on the video signal corresponding to the set focus detection area. That is, the peak value information of the high frequency component supplied from each of the bandpass filters 213 and 214 is taken in, and the focus motor 210 is moved to the focus driving circuit 209 to drive the focus lens 201A to the position where the peak value of the high frequency component is maximized. Control signals such as a rotation direction, a rotation speed, and rotation / stop are supplied and controlled.

本実施の形態において、固体撮像装置100と、その他のプロセス回路205、論理制御回路等を別々の半導体基板に形成してもよいし、それらを例えばCMOSプロセス等によって同一の半導体基板に形成してもよい。   In the present embodiment, the solid-state imaging device 100 and other process circuits 205, logic control circuits, and the like may be formed on separate semiconductor substrates, or they may be formed on the same semiconductor substrate by, for example, a CMOS process. Also good.

(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態について説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described.

図6は、上述した第1又は第2の実施の形態の固体撮像装置を撮像システムであるスチルカメラに適用した場合の図である。   FIG. 6 is a diagram when the solid-state imaging device according to the first or second embodiment described above is applied to a still camera that is an imaging system.

図2において、301はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、302は被写体の光学像を固体撮像装置100に結像させるレンズ、303はレンズ302を通った光量を可変するための絞り、100はレンズ2で結像された被写体を画像信号として取り込むための第1又は第2の実施形態で説明した固体撮像装置、307は固体撮像装置100より出力された画像データに各種の補正を行なったりデータを圧縮したりする信号処理部、308は固体撮像装置100、信号処理部307に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、309は各種演算とスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御・演算部、310は画像データを一時的に記憶する為のメモリ部、311は記録媒体に記録または読み出しを行なうためのインターフェース部、312は画像データの記録または読み出しを行なう為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、313は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。   In FIG. 2, reference numeral 301 denotes a barrier that serves both as lens protection and a main switch, 302 denotes a lens that forms an optical image of a subject on the solid-state imaging device 100, 303 denotes an aperture for changing the amount of light passing through the lens 302, and 100. The solid-state imaging device 307 described in the first or second embodiment for capturing an object imaged by the lens 2 as an image signal, 307 performs various corrections on the image data output from the solid-state imaging device 100 or data. 308 is a solid-state imaging device 100, a timing generation unit that outputs various timing signals to the signal processing unit 307, 309 is an overall control / calculation unit that controls various calculations and the entire still video camera, Reference numeral 310 denotes a memory unit for temporarily storing image data, and 311 denotes recording or reading on a recording medium. Interface, a removable recording medium such as a semiconductor memory for performing recording or reading of the image data 312, 313 is an interface unit for communicating with an external computer or the like.

次に、前述の構成における撮影時のスチルビデオカメラの動作について説明する。   Next, the operation of the still video camera at the time of shooting in the above configuration will be described.

バリア301がオープンされるとメイン電源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、更に撮像系回路の電源がオンされる。   When the barrier 301 is opened, the main power supply is turned on, the control system power supply is turned on, and the imaging system circuit power supply is turned on.

それから、露光量を制御する為に、全体制御・演算部309は絞り303を開放にし、固体撮像装置100から出力された信号は信号処理部307に入力される。そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部309で行なう。この測光を行った結果により明るさを判断し、その結果に応じて全体制御・演算部309は絞りを制御する。   Then, in order to control the exposure amount, the overall control / calculation unit 309 opens the diaphragm 303, and the signal output from the solid-state imaging device 100 is input to the signal processing unit 307. Based on the data, the exposure control is performed by the overall control / calculation unit 309. The brightness is determined based on the result of the photometry, and the overall control / calculation unit 309 controls the aperture according to the result.

次に、固体撮像装置100から出力された信号をもとに、高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算を全体制御・演算部309で行なう。その後、レンズを駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時は、再びレンズを駆動し測距を行なう。そして、合焦が確認された後に本露光が始まる。   Next, based on the signal output from the solid-state imaging device 100, the high-frequency component is extracted and the distance to the subject is calculated by the overall control / calculation unit 309. Thereafter, the lens is driven to determine whether or not it is in focus. When it is determined that the lens is not in focus, the lens is driven again to perform distance measurement. Then, after the in-focus state is confirmed, the main exposure starts.

露光が終了すると、固体撮像装置100から出力された画像信号は、信号処理部307を通り全体制御・演算部309によりメモリ部に書き込まれる。   When the exposure ends, the image signal output from the solid-state imaging device 100 passes through the signal processing unit 307 and is written in the memory unit by the overall control / calculation unit 309.

その後、メモリ部310に蓄積されたデータは、全体制御・演算部309の制御により記録媒体制御I/F部を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体312に記録される。   Thereafter, the data stored in the memory unit 310 is recorded on a removable recording medium 312 such as a semiconductor memory through the recording medium control I / F unit under the control of the overall control / arithmetic unit 309.

また、外部I/F部313を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。   Further, the image may be processed by directly inputting to a computer or the like through the external I / F unit 313.

(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態について説明する。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described.

図7、8は、第1又は第2の固体撮像装置を撮像システムであるシートフィード式の原稿画像記録装置に適用した場合の図である。   7 and 8 are diagrams in the case where the first or second solid-state imaging device is applied to a sheet feed type document image recording device which is an imaging system.

図7は、原稿画像を読み取る原稿画像読取装置の概略図である。401は、密着型のイメージセンサ(以下“CIS”とも呼ぶ)であり、第1の実施の形態で説明した固体撮像装置100、セルフォックレンズ(登録商標)403、LEDアレイ404及びコンタクトガラス405から構成されている。搬送ローラ406は、CIS401の前後に配置されており、原稿を配置させるために使用される。コンタクトシート407は、原稿をCIS401に接触させる為に使用される。410は、制御回路であり、CIS1からの信号の処理を行なう。 FIG. 7 is a schematic diagram of a document image reading apparatus that reads a document image. Reference numeral 401 denotes a contact image sensor (hereinafter also referred to as “CIS”), which includes the solid-state imaging device 100, the Selfoc lens (registered trademark) 403, the LED array 404, and the contact glass 405 described in the first embodiment. It is configured. The conveyance rollers 406 are arranged before and after the CIS 401 and are used for arranging documents. The contact sheet 407 is used for bringing a document into contact with the CIS 401. Reference numeral 410 denotes a control circuit that processes signals from the CIS 1.

原稿検知レバー408は、原稿が差し込まれたことを検知するためのレバーであり、原稿が差し込まれたことを検知すると、原稿検知レバー408が傾くことにより、原稿検知センサー409の出力が変化することにより、その状態を制御回路410内のCPU515に伝達することにより、原稿が差し込まれたと判断して、原稿搬送ローラ406駆動用モータ(図示せず)を駆動させることにより、原稿搬送を開始させ読み取り動作を行なう。   The document detection lever 408 is a lever for detecting that a document has been inserted. When the document detection lever 408 detects that a document has been inserted, the output of the document detection sensor 409 changes as the document detection lever 408 tilts. Thus, the state is transmitted to the CPU 515 in the control circuit 410, and it is determined that the document is inserted, and the document transport roller 406 driving motor (not shown) is driven to start the document transport and read. Perform the action.

図8は、図7の制御回路410を詳細に説明するための電気的構成を示すブロック図である。以下に図8を用いて、その回路動作を説明する。図8において、401はイメージセンサ(図7のCIS401)であり、光源である各色R,G,BのLED404も一体化されており、CIS1のコンタクトガラス405上を原稿を搬送させながら、LED制御(ドライブ)回路503にて1ライン毎に各色R,G,BのLED404を切り替えて点灯させることにより、R,G,B線順次のカラー画像を読み取ることが可能である。   FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration for explaining the control circuit 410 of FIG. 7 in detail. The circuit operation will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, 401 is an image sensor (CIS 401 in FIG. 7), and LED 404 of each color R, G, B, which is a light source, is also integrated, and LED control is performed while conveying a document on the contact glass 405 of CIS1. By switching and lighting the LEDs 404 of the respective colors R, G, and B for each line by the (drive) circuit 503, it is possible to read the color images of the R, G, and B lines sequentially.

シェーディングRAM506は、キャリブレーション用のシートを予め読み取ることにより、シェーディング補正用のデータが記憶されており、シェーディング補正回路507は、前記シェーディングRAM506のデータに基づいて読み取られた画像信号のシェーディング補正を行なう。ピーク検知回路508は、読み取られた画像データにおけるピーク値を、ライン毎に検知する回路であり、原稿の先端を検知する為に使用される。   The shading RAM 506 stores data for shading correction by reading a calibration sheet in advance, and the shading correction circuit 507 performs shading correction of the read image signal based on the data of the shading RAM 506. . The peak detection circuit 508 is a circuit that detects the peak value in the read image data for each line, and is used to detect the leading edge of the document.

ガンマ変換回路509は、ホストコンピュータより予め設定されたガンマーカーブに従って読み取られた画像データのガンマ変換を行なう。   A gamma conversion circuit 509 performs gamma conversion on image data read from the host computer according to a gun marker set in advance.

バッファRAM510は、実際の読み取り動作とホストコンピュータとの通信におけるタイミングを合せる為に、画像データを1次的に記憶させるためのRAMであり、パッキング/バッファRAM制御回路511は、ホストコンピュータより予め設定された画像出力モード(2値、4ビット多値、8ビット多値、24ビット多値)に従ったパッキング処理を行った後に、そのデータをバッファRAM510に書き込む処理と、インターフェース回路512にバッファRAM510から画像データを読み込んで出力させる。   The buffer RAM 510 is a RAM for temporarily storing image data in order to match the actual reading operation and the timing of communication with the host computer, and the packing / buffer RAM control circuit 511 is preset by the host computer. After performing the packing processing according to the image output mode (binary, 4-bit multi-value, 8-bit multi-value, 24-bit multi-value), the data is written in the buffer RAM 510, and the interface RAM 512 is stored in the buffer RAM 510. Read image data from and output.

インターフェース回路512は、パーソナルコンピュータなどの本実施の形態に係る画像読み取り装置のホスト装置となる外部装置との間でコントロール信号の受容や画像信号の出力を行なう。   The interface circuit 512 receives a control signal and outputs an image signal with an external device serving as a host device of the image reading apparatus according to the present embodiment such as a personal computer.

515は、例えばマイクロコンピュータ形態のCPUで有り、処理手順を格納したROM215A及び作業用のRAM215Bを有し、ROM215Aに格納された手順に従って、各部の制御を行なう。   Reference numeral 515 denotes a CPU in the form of a microcomputer, for example, which has a ROM 215A storing processing procedures and a working RAM 215B, and controls each part according to the procedures stored in the ROM 215A.

516は、例えば水晶発振器、514は、CPU515の設定に応じて発振器516の出力を分周して動作の基準となる各種タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路である。513は、インターフェース回路512を介して制御回路と接続される外部装置であり、外部装置の一例としてはパーソナルコンピュータ等が挙げられる。   Reference numeral 516 denotes, for example, a crystal oscillator, and reference numeral 514 denotes a timing signal generation circuit that divides the output of the oscillator 516 in accordance with the setting of the CPU 515 and generates various timing signals serving as a reference for operation. Reference numeral 513 denotes an external device connected to the control circuit via the interface circuit 512. An example of the external device is a personal computer.

本実施の形態では、固体撮像装置100と制御回路410は別々の半導体基板に形成してもよいし、それらを例えばCMOSプロセス等によって同一の半導体基板内に形成してもよい。   In the present embodiment, the solid-state imaging device 100 and the control circuit 410 may be formed on separate semiconductor substrates, or they may be formed on the same semiconductor substrate by, for example, a CMOS process.

(第6の実施の形態)
本発明の第6の実施の形態について説明する。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described.

図9、10は、上述の第1又は第2で説明した固体撮像装置を撮像システムである通信機能等を有する原稿画像読み取り装置に適用した場合の図ある。   9 and 10 are diagrams in the case where the solid-state imaging device described in the above first or second is applied to a document image reading device having a communication function or the like as an imaging system.

図9は、画像読取装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。図9において、リーダ部601は、不図示の原稿画像を読み取り、その原稿画像に応じた画像データをプリンタ部602及び画像入出力制御部603へ出力する。プリンタ部2は、リーダ部601及び画像入出力制御部603からの画像データに応じた画像を記録紙上に記録する。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing unit of the image reading apparatus. In FIG. 9, a reader unit 601 reads a document image (not shown) and outputs image data corresponding to the document image to the printer unit 602 and the image input / output control unit 603. The printer unit 2 records an image corresponding to the image data from the reader unit 601 and the image input / output control unit 603 on a recording sheet.

画像入出力制御部603は、リーダ部601に接続されており、ファクシミリ部604、ファイル部605、コンピュータインターフェース部607、フォーマッタ部608、イメージメモリ部609、コア部610等からなる。これらの内、ファクシミリ部604は、電話回線613を介して受信した圧縮画像データを伸長した画像データをコア部610へ転送し、またコア部610から転送された画像データを圧縮した圧縮画像データを電話回線613を介して送信する。このファクシミリ部604にはハードディスク612が接続されており、受信した圧縮画像データを一時的に保存することができる。   The image input / output control unit 603 is connected to the reader unit 601, and includes a facsimile unit 604, a file unit 605, a computer interface unit 607, a formatter unit 608, an image memory unit 609, a core unit 610, and the like. Among these, the facsimile unit 604 transfers the image data obtained by decompressing the compressed image data received via the telephone line 613 to the core unit 610, and the compressed image data obtained by compressing the image data transferred from the core unit 610. Transmit via the telephone line 613. A hard disk 612 is connected to the facsimile unit 604, and the received compressed image data can be temporarily stored.

ファイル部605には光磁気ディスクドライブユニット606が接続されており、ファイル部605は、コア部610から転送された画像データを圧縮し、その画像データをそれを検索する為のキーワードとともに光磁気ディスクドライブユニット606にセットされた光磁気ディスクに記憶させる。また、ファイル部5は、コア部610を介して転送されたキーワードに基づいて、光磁気ディスクに記憶されている圧縮画像データを検索する。そして、検索された圧縮画像データを読み出して伸長し、伸長された画像データをコア部610へ転送する。   A magneto-optical disk drive unit 606 is connected to the file unit 605. The file unit 605 compresses the image data transferred from the core unit 610, and the magneto-optical disk drive unit together with a keyword for retrieving the image data. The data is stored in the magneto-optical disk set in 606. The file unit 5 searches the compressed image data stored in the magneto-optical disk based on the keyword transferred through the core unit 610. The retrieved compressed image data is read and decompressed, and the decompressed image data is transferred to the core unit 610.

コンピュータインターフェース部607は、パーソナルコンピュータ又はワークステーション(PC/WS)611とコア部610との間のインターフェースである。   The computer interface unit 607 is an interface between the personal computer or workstation (PC / WS) 611 and the core unit 610.

また、フォーマッタ部608は、PC/WS11から転送された画像を表わすコードデータをプリンタ部602で記録できる画像データに展開するものであり、イメージメモリ部609は、PC/WS611から転送されたデータを一時的に記憶するものである。コア部610は、リーダ部601、ファクシミリ部604、ファイル部605、コンピュータインターフェース部607、フォーマッタ部608、イメージメモリ部609のそれぞれの間のデータの流れを制御する。図10は、図9のリーダ部601及びプリンタ部602の断面構成を示す図である。   The formatter unit 608 develops code data representing an image transferred from the PC / WS 11 into image data that can be recorded by the printer unit 602. The image memory unit 609 converts the data transferred from the PC / WS 611 into data. Temporary storage. The core unit 610 controls the flow of data among the reader unit 601, the facsimile unit 604, the file unit 605, the computer interface unit 607, the formatter unit 608, and the image memory unit 609. FIG. 10 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of the reader unit 601 and the printer unit 602 of FIG.

図10において、リーダ部601の原稿給送装置701は、不図示の原稿を最終ページから順に1枚ずつプラテンガラス702上ヘ給送し、原稿の読み取り動作終了後、プラテンガラス702上の原稿を排出するものである。また、原稿がプラテンガラス702上ヘ搬送されると、ランプ703を点灯し、スキャナユニット704の移動を開始させて、原稿を露光走査する。   In FIG. 10, the document feeder 701 of the reader unit 601 feeds a document (not shown) one by one from the last page to the platen glass 702 one by one, and after the document reading operation is completed, the document on the platen glass 702 is fed. To be discharged. When the document is conveyed onto the platen glass 702, the lamp 703 is turned on, the movement of the scanner unit 704 is started, and the document is exposed and scanned.

この露光走査による原稿からの反射光は、ミラー105、106、107及びレンズ708によって、上述した第1又は第2の実施の形態の固体撮像装置10へ導かれる。このように、走査された原稿の画像は固体撮像装置100によって読み取られる。この固体撮像装置100から出力される画像データは、シェーディング補正等の処理が施された後、プリンタ部602又はコア部610へ転送される。   Reflected light from the original by this exposure scanning is guided to the solid-state imaging device 10 of the first or second embodiment described above by the mirrors 105, 106, 107 and the lens 708. In this way, the scanned image of the document is read by the solid-state imaging device 100. Image data output from the solid-state imaging device 100 is subjected to processing such as shading correction and then transferred to the printer unit 602 or the core unit 610.

プリンタ部602のレーザドライバ821は、レーザ発光部801を駆動し、リーダ部601から出力された画像データに応じたレーザ光をレーザ発光部801により発光させる。   The laser driver 821 of the printer unit 602 drives the laser light emitting unit 801 and causes the laser light emitting unit 801 to emit laser light corresponding to the image data output from the reader unit 601.

このレーザ光は感光ドラム802の異なる位置に照射され、感光ドラム802にはこれらのレーザ光に応じた潜像が形成される。   The laser light is irradiated to different positions on the photosensitive drum 802, and a latent image corresponding to the laser light is formed on the photosensitive drum 802.

この感光ドラム802の潜像の部分には、現像機803によって現像剤が付着される。   A developer is attached to the latent image portion of the photosensitive drum 802 by a developing machine 803.

そして、レーザ光照射開始と同期したタイミングで、カセット804及びカセット805のいずれかから記録し給紙し、それを転写部806へ搬送し、感光ドラム802に付着現像材をこの記録紙上に転写する。現像材の乗った記録紙は定着部807に搬送され、定着部807における熱と圧力により現像材が記録紙上に定着される。   Then, at a timing synchronized with the start of laser light irradiation, recording is performed from either one of the cassette 804 and the cassette 805, and the sheet is fed to the transfer unit 806, and the developer adhered to the photosensitive drum 802 is transferred onto the recording sheet. . The recording paper on which the developer is placed is conveyed to the fixing unit 807, and the developer is fixed on the recording paper by heat and pressure in the fixing unit 807.

定着部807を通過した記録紙は排出ローラ808によって排出され、ソータ820は排出された記録紙をそれぞれのピンに収納して記録紙の仕分けを行なう。尚、ソータ820は、仕分けが設定されていない場合には、排出ローラ808まで記録紙を搬送した後、排出ローラ808の回転方向を逆転させ、フラッパ809によってそれを再給紙搬送路810へ導く。   The recording paper that has passed through the fixing unit 807 is discharged by a discharge roller 808, and the sorter 820 stores the discharged recording paper in each pin and sorts the recording paper. When sorting is not set, the sorter 820 conveys the recording paper to the discharge roller 808, then reverses the rotation direction of the discharge roller 808, and guides it to the refeed conveyance path 810 by the flapper 809. .

また、多重記録が設定されていない場合には、記録紙を排出ローラ808まで搬送しないように、フラッパ809によってそれを再給紙搬送路810へ導く。再給紙搬送路810へ導かれた記録紙は上述したタイミングと同じタイミングで転写部806へ給紙される。   When multiple recording is not set, the flapper 809 guides the recording sheet to the refeed conveyance path 810 so that the recording sheet is not conveyed to the discharge roller 808. The recording sheet guided to the refeed conveyance path 810 is fed to the transfer unit 806 at the same timing as described above.

(第7の実施の形態)
本発明の第7の実施の形態について説明する。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described.

図11は、上述した第1又は第2の固体撮像装置を用いた、例えば第3の実施形態のビデオカメラ等を有する撮像システムであるカメラ制御システムについての図である。   FIG. 11 is a diagram of a camera control system that is an imaging system using the above-described first or second solid-state imaging device and having, for example, the video camera of the third embodiment.

本実施の形態では、第3の実施の形態のビデオカメラに限らず、第4の実施の形態のスチルカメラであってもよい。   In the present embodiment, not only the video camera of the third embodiment but also the still camera of the fourth embodiment may be used.

図11は、カメラ制御システムを示す概略構成ブロック図である。   FIG. 11 is a schematic block diagram showing the camera control system.

910は映像データおよびカメラ制御情報(ステータス情報も含む)をデジタル伝送するネットワークであり、n台の映像送信端末912(912−1〜912−n)が接続している。   Reference numeral 910 denotes a network that digitally transmits video data and camera control information (including status information), to which n video transmission terminals 912 (912-1 to 912-n) are connected.

各映像送信端末912(912−1〜912−n)には、カメラ制御装置914(914−1〜914−n)を介してカメラ916(916−1〜916−n)が接続されている。カメラ制御装置914(914−1〜914−n)は、映像送信端末912、ビデオカメラ916(916−1〜916−n)からの制御信号に従い、接続するビデオカメラ916(916−1〜916−n)のパン、チルト、ズーム、フォーカス及び絞りなどを制御する。   A camera 916 (916-1 to 916-n) is connected to each video transmission terminal 912 (912-1 to 912-n) via a camera control device 914 (914-1 to 914-n). The camera control devices 914 (914-1 to 914-n) connect to the video cameras 916 (916-1 to 916-916) in accordance with control signals from the video transmission terminal 912 and the video cameras 916 (916-1 to 916-n). n) Pan, tilt, zoom, focus, aperture, etc. are controlled.

また、ビデオカメラ916(916−1〜916−n)は、カメラ制御装置914(914−1〜914−n)から電源が供給されており、カメラ制御装置14(14−1〜14−n)は、外部からの制御信号に従い、ビデオカメラ916(916−1〜916−n)の電源のON/OFFが制御される。   The video camera 916 (916-1 to 916-n) is supplied with power from the camera control device 914 (914-1 to 914-n), and the camera control device 14 (14-1 to 14-n). The video camera 916 (916-1 to 916-n) is turned on / off in accordance with an external control signal.

また、ネットワーク910には、映像送信端末912(912−1〜912−n)からネットワーク910に送出された映像情報を受信し、表示する映像受信端末918(918−1〜918−m)が接続されている。各映像受信端末918(918−1〜918−m)には、ビットマップディスプレイあるいはCRTなどで構成されるモニタ20(20−1〜20−m)が接続されている。   Also connected to the network 910 are video receiving terminals 918 (918-1 to 918-m) that receive and display video information sent to the network 910 from the video transmitting terminals 912 (912-1 to 912-n). Has been. Each video receiving terminal 918 (918-1 to 918-m) is connected to a monitor 20 (20-1 to 20-m) constituted by a bitmap display or a CRT.

ここで、ネットワーク910は、有線である必要はなく、無線LAN装置などを利用した無線ネットワークでもよい。この場合、映像受信端末918は、モニタ920と一体化して携帯型の映像受信端末装置とすることができる。   Here, the network 910 does not have to be wired, and may be a wireless network using a wireless LAN device or the like. In this case, the video receiving terminal 918 can be integrated with the monitor 920 to be a portable video receiving terminal device.

映像送信端末912(912−1〜912−n)は、接続するカメラ916(916−1〜916−n)の出力映像信号をH.261などの所定の圧縮方式で圧縮し、ネットワーク910を介して、映像要求元の映像受信端末918またはすべての映像受信端末918に送信する。   The video transmission terminals 912 (912-1 to 912-n) output the output video signals of the cameras 916 (916-1 to 916-n) to be connected to H.264. The video data is compressed by a predetermined compression method such as H.261, and transmitted to the video receiving terminal 918 or all the video receiving terminals 918 via the network 910.

映像受信端末918は、ネットワーク910、映像送信端末912及びカメラ制御装置914を介して任意のカメラ916の種々のパラメータ(撮影方位、撮影倍率、フォーカス及び絞りなど)とともに、電力供給のON/OFF制御が可能である。   The video receiving terminal 918 controls the power supply ON / OFF along with various parameters (shooting direction, shooting magnification, focus, aperture, etc.) of an arbitrary camera 916 via the network 910, the video sending terminal 912, and the camera control device 914. Is possible.

ここで、映像送信端末912は、モニタを接続し、圧縮映像を伸長する映像伸長装置を設けることで、映像受信端末として兼用することができる。一方、映像受信端末918は、カメラ制御装置914およびビデオカメラ916を接続し、映像圧縮装置を設けることで、映像送信端末として兼用することができる。これらの端末には、映像送信または映像受信に必要なソフトウエアを記録するROMが備えられている。   Here, the video transmission terminal 912 can be used as a video reception terminal by connecting a monitor and providing a video expansion device that expands the compressed video. On the other hand, the video reception terminal 918 can also be used as a video transmission terminal by connecting the camera control device 914 and the video camera 916 and providing a video compression device. These terminals are provided with a ROM for recording software necessary for video transmission or video reception.

以上の構成によって、映像送信端末912は、ネットワーク910を経由して遠隔地の映像受信端末18に映像信号を伝送するとともに、映像受信端末918から伝送されるカメラ制御信号を受けて、カメラ16のパン、チルトなどの制御を実行する。   With the above configuration, the video transmission terminal 912 transmits a video signal to the remote video reception terminal 18 via the network 910 and receives a camera control signal transmitted from the video reception terminal 918, Control panning and tilting.

また、映像受信端末918は、映像送信端末912にカメラ制御信号を発信し、カメラ制御信号を受信した映像送信端末912は、そのカメラ制御信号の内容に応じてカメラ916を制御するとともに、そのカメラ916の現在の状態を返送する。   The video receiving terminal 918 transmits a camera control signal to the video transmitting terminal 912, and the video transmitting terminal 912 that has received the camera control signal controls the camera 916 according to the content of the camera control signal, and the camera 916 current status is returned.

映像受信端末918は、映像送信端末912から送られてくる映像データを受信し、所定の処理を施してモニタ9200の表示画面上に撮影映像をリアルタイムに表示する。   The video receiving terminal 918 receives the video data transmitted from the video transmitting terminal 912, performs predetermined processing, and displays the captured video on the display screen of the monitor 9200 in real time.

第1の実施の形態の固体撮像装置の図である。It is a figure of the solid-state imaging device of a 1st embodiment. 第1又は第2の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 1st or 2nd embodiment. 第2の実施の形態の固体撮像装置の図である。It is a figure of the solid-state imaging device of 2nd Embodiment. 画素の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a pixel. 第3の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 4th Embodiment. 第5の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 5th Embodiment. 第5の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 5th Embodiment. 第6の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 6th Embodiment. 第6の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 6th Embodiment. 第7の実施の形態の撮像システムの図である。It is a figure of the imaging system of 7th Embodiment. 画素の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of a pixel. 従来の固体撮像装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional solid-state imaging device. 図13の固体撮像装置のタイミングチャ−トを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the solid-state imaging device of FIG. 従来例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

6 画素
9 差動アンプ
10 撮像領域
14 レベル検知回路
15 スイッチ
16 A/D変換回路
19 変換回路
100 固体撮像装置
6 pixels 9 differential amplifier 10 imaging area 14 level detection circuit 15 switch 16 A / D conversion circuit 19 conversion circuit 100 solid-state imaging device

Claims (6)

光電変換手段と、該光電変換手段で発生した信号を増幅して読み出す増幅手段と、をそれぞれ含む複数の画素と、A plurality of pixels each including photoelectric conversion means and amplification means for amplifying and reading out signals generated by the photoelectric conversion means;
前記画素が接続された複数の出力線と、A plurality of output lines to which the pixels are connected;
前記増幅手段から、前記増幅手段の入力部をリセットすることにより得られる画素ノイズ信号を出力線に読み出す第1のモードと、前記増幅手段から、前記光電変換手段で発生した信号を含む画像信号を出力線に読み出す第2のモードと、を制御するタイミングジェネレータと、A first mode in which a pixel noise signal obtained by resetting the input unit of the amplification unit is read from the amplification unit to an output line, and an image signal including a signal generated by the photoelectric conversion unit from the amplification unit. A timing generator for controlling a second mode to be read out to the output line;
前記増幅手段から同じ前記出力線に読み出された前記画素ノイズ信号と前記画像信号の差分処理を行なう差分手段と、Difference means for performing a difference process between the pixel noise signal read from the amplification means to the same output line and the image signal;
前記両信号の少なくとも一方が、前もって決められたそれぞれの条件を満たしていることを検出する検出手段と、Detecting means for detecting that at least one of the two signals satisfies a predetermined condition;
前記検出手段が前記検出を行なうことにより、前記差分処理を行なわずに前記画像信号を出力する、或いは、前記差分処理された信号を前もって決められた信号レベルに変換する、補正を行なう補正手段と、Correction means for performing correction by outputting the image signal without performing the difference processing or converting the signal subjected to the difference processing to a predetermined signal level by the detection means performing the detection; ,
を有することを特徴とする撮像装置。An imaging device comprising:
光電変換手段と、該光電変換手段で発生した信号を増幅して読み出す増幅手段と、を含む複数の画素と、
前記増幅手段から、前記増幅手段の入力部をリセットすることにより得られる画素ノイズ信号を読み出す第1のモードと、前記増幅手段から、前記光電変換手段で発生した信号を含む画像信号を読み出す第2のモードと、を制御するタイミングジェネレータと、
前記増幅手段から読み出された前記画素ノイズ信号と前記画像信号の差分処理を行なう差分手段と、
前記画素ノイズ信号が前もって決められた第1の基準レベル以上である第1の状態と、前記画像信号が前もって決められた第2の基準レベル以上である第2の状態と、の少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記第1の状態と前記第2の状態の少なくとも一方を検出した際に、前記差分処理を行なわずに前記画像信号を出力する、又は、前記差分処理された信号を前もって決められた信号レベルに変換する、補正を行なう補正手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
A plurality of pixels including photoelectric conversion means and amplification means for amplifying and reading out signals generated by the photoelectric conversion means;
A first mode for reading out a pixel noise signal obtained by resetting the input unit of the amplification unit from the amplification unit, and a second mode for reading out an image signal including a signal generated by the photoelectric conversion unit from the amplification unit. A timing generator for controlling the mode,
Difference means for performing a difference process between the pixel noise signal read from the amplification means and the image signal;
Detecting at least one of a first state in which the pixel noise signal is greater than or equal to a predetermined first reference level and a second state in which the image signal is greater than or equal to a predetermined second reference level Detecting means for
When the detecting means detects at least one of the first state and the second state, the image signal is output without performing the difference processing, or the signal subjected to the difference processing is determined in advance. Correction means for correcting the signal level to be converted,
An imaging device comprising:
前記第2の基準レベルは、飽和信号レベルであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 2, wherein the second reference level is a saturation signal level. 前記第2の基準レベルは、飽和信号レベルより小さいレベルであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 2, wherein the second reference level is lower than a saturation signal level. 請求項1乃至請求項4に記載の撮像装置と、An imaging device according to claim 1;
前記撮像装置から出力された信号に対して色補正を行なう色補正手段と、Color correction means for performing color correction on a signal output from the imaging device;
前記撮像装置及び前記色補正手段とを制御する制御手段と、Control means for controlling the imaging device and the color correction means;
を有することを特徴とする撮像システム。An imaging system comprising:
請求項1乃至請求項4に記載の撮像装置と、An imaging device according to claim 1;
前記撮像装置に光を照射するLEDアレイと、An LED array for irradiating the imaging device with light;
原稿を搬送する原稿搬送手段と、An original conveying means for conveying an original;
を有することを特徴とする撮像システム。An imaging system comprising:
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