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JPH0473913B2 - - Google Patents
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JPH0473913B2 - - Google Patents

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JPH0473913B2
JPH0473913B2 JP62252794A JP25279487A JPH0473913B2 JP H0473913 B2 JPH0473913 B2 JP H0473913B2 JP 62252794 A JP62252794 A JP 62252794A JP 25279487 A JP25279487 A JP 25279487A JP H0473913 B2 JPH0473913 B2 JP H0473913B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電荷結合素子の信号処理装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a signal processing device for a charge coupled device.

(従来の技術) 電荷結合素子(以後、CCDと略す)は、一般
に撮像素子として用いられているが、従来の撮像
管に比べ、小型・軽量・低消費電力、高信頼性と
いう特長があり、さらに図形ひずみ、焼付きがな
いなどの特性面の利点を持つ。このため、近年、
工業用カメラ、家庭用VTR一体型カメラなどの
分野では、撮像管にとつてかわりつつあり、さら
には、半導体製造技術の発達によつて、より高解
像度、かつ高感度のCCDが開発された結果放送
用カメラといつた高品質な画像が要求される分野
にも用いられ始めている。
(Prior Art) Charge-coupled devices (hereinafter abbreviated as CCD) are generally used as image sensors, and compared to conventional image pickup tubes, they have the features of being smaller, lighter, lower power consumption, and more reliable. Furthermore, it has advantages in terms of characteristics such as no graphic distortion or burn-in. For this reason, in recent years,
In fields such as industrial cameras and home-use VTR-integrated cameras, image pickup tubes are being replaced, and advances in semiconductor manufacturing technology have resulted in the development of higher-resolution, higher-sensitivity CCDs. They are also beginning to be used in fields that require high-quality images, such as broadcast cameras.

ところで以上の特長を有するCCD撮像素子に
も幾つかの欠点があり、その大きなものの一つに
画素欠陥の問題がある。つまり、CCD撮像素子
のように一個一個独立した画素を形成する撮像素
子においては、数十万画素の内の一画素であつて
も、画素に欠陥があると、画像ではキズとしてハ
ツキリと目立つてしまうということであり、これ
は高画質化の大きな妨げとなつている。このた
め、従来、サンプルホールド回路等によつて、欠
陥画素の信号を隣接する画素の信号に置き変える
ことによつて欠陥補償を行つて来た。
However, the CCD image sensor having the above-mentioned features also has several drawbacks, one of the major ones being the problem of pixel defects. In other words, in image sensors that form individual pixels, such as CCD image sensors, if there is a defect in a pixel, even one pixel out of hundreds of thousands of pixels, it will be clearly visible as a scratch in the image. This is a major hindrance to achieving high image quality. For this reason, defect compensation has conventionally been performed by replacing the signal of a defective pixel with the signal of an adjacent pixel using a sample and hold circuit or the like.

第8図に、相関二重サンプリング法における従
来の画素欠陥補償回路の一例を示す。
FIG. 8 shows an example of a conventional pixel defect compensation circuit using the correlated double sampling method.

第8図において、CCD81は、駆動回路86
によつて、駆動される。そして、CCD81より
出力される信号Aは、フイードスルー期間に、ク
ランプ回路82によつてクランプされ、さらにそ
の出力信号Bは、サンプルホールド回路83によ
つて、信号電圧がサンプルホールドされる。この
サンプリングの方法を、相関二重サンプリング法
(CDS法と略す)と言う。なお、D、Eは、それ
ぞれクランプパルス、サンプルホールドパルスを
示し、サンプルパルス発生器87で発生され、サ
ンプルパルス制御回路85によつて、駆動回路8
6の駆動パルスに同期して印加される。また、メ
モリ84には、欠陥画素の位置情報が記憶されて
いる。
In FIG. 8, the CCD 81 is connected to a drive circuit 86.
Driven by. The signal A output from the CCD 81 is clamped by a clamp circuit 82 during the feed-through period, and the signal voltage of the output signal B is sampled and held by a sample hold circuit 83. This sampling method is called the correlated double sampling method (abbreviated as CDS method). Note that D and E indicate a clamp pulse and a sample hold pulse, respectively, which are generated by the sample pulse generator 87 and are controlled by the sample pulse control circuit 85 and the drive circuit 8.
It is applied in synchronization with the drive pulse No. 6. The memory 84 also stores position information of defective pixels.

次は、この画素欠陥補償回路の動作を第9図の
タイムチヤートを用いて説明する。CCD81の
出力信号Aの一周期は、リセツトスイツチトラン
ジスタがリセツトパルスによつてONさせられる
リセツト期間31、次に、浮遊拡散層を一定電位
に保たれるフイードスルー期間32、そして、
CCD81から電荷検出部に信号電荷が送り込ま
れる信号期間33より成る。信号電圧Vは電荷検
出部におけるフイードスルー期間32の電位と信
号期間33の電位の差VP1〜VP4として検出され
る。一周期毎にフイードスルー期間32に、クラ
ンプパルスDがクランプ回路82に印加され、フ
イードスルーレベルは一定電位VCPにクランプさ
れる。そして、その後、信号期間33に、サンプ
ルホールドパルスEがサンプルホールド回路83
に加わり、信号電圧VP1〜VP4がサンプルホール
ドされるわけであるが、例えば、VP3の電圧が欠
陥画素の電圧であるとすると、メモリ84の欠陥
画素の位置情報を基に、VP3をサンプリングする
サンプルホールドパルスが印加されない様にし
て、VP2の電圧を、そのままホールドする。そし
て、その次の正常な画素においては、サンプルホ
ールドパルスを印加する。以上の動作により、欠
陥画素の信号を、一周期前の画素の信号に置き換
えることが可能となる。
Next, the operation of this pixel defect compensation circuit will be explained using the time chart of FIG. One cycle of the output signal A of the CCD 81 includes a reset period 31 in which the reset switch transistor is turned on by a reset pulse, a feed-through period 32 in which the floating diffusion layer is kept at a constant potential, and then,
It consists of a signal period 33 during which signal charges are sent from the CCD 81 to the charge detection section. The signal voltage V is detected as the difference V P1 to V P4 between the potential during the feed-through period 32 and the potential during the signal period 33 in the charge detection section. A clamp pulse D is applied to the clamp circuit 82 during the feed-through period 32 every cycle, and the feed-through level is clamped to a constant potential VCP . Then, in the signal period 33, the sample and hold pulse E is applied to the sample and hold circuit 83.
In addition, the signal voltages V P1 to V P4 are sampled and held. For example, if the voltage of V P3 is the voltage of a defective pixel, V P3 is The voltage of V P2 is held as it is without applying the sample hold pulse that samples it. Then, a sample and hold pulse is applied to the next normal pixel. The above operation makes it possible to replace the signal of the defective pixel with the signal of the pixel one cycle before.

(発明が解決しようとする問題点) 以上、述べた従来の画素欠陥補償回路では、欠
陥画素の画像情報を、一周期前の画素の画像情報
に置き換えるため、標本化の際、信号電圧をサン
プルホールドしなければならない。従つて、信号
に、高域のノイズ成分が含まれていると、信号電
圧がホールドされることによつて、次に詳しく説
明するようにこの高域のノイズ成分が低域のノイ
ズ成分として折り返されてしまい、これが画質劣
化の要因となる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional pixel defect compensation circuit described above, in order to replace the image information of the defective pixel with the image information of the pixel one cycle before, the signal voltage is sampled during sampling. Must hold. Therefore, if the signal contains a high-frequency noise component, by holding the signal voltage, this high-frequency noise component is folded back as a low-frequency noise component, as will be explained in detail next. This causes the image quality to deteriorate.

第10図に、従来のCDS法におけるサンプル
ホールドの動作を示す。第8図のクランプ回路8
2によつて、フイードスルーレベルをある一定の
電位VCPにクランプされたCCD81の出力信号B
は、サンプルホールドパルスEによつて、サンプ
ルホールドされるが、ホールドされるまでの間の
出力信号は、Cの様に変動する。つまり、時刻ta
において、サンプルホールドが始まると、ホール
ドコンデンサの電位は、徐々に入力信号Bに近づ
いて行き、時刻tbで、入力信号Bと同じになる。
((tb−ta)をアクイジシヨタイムと言う)そし
て、サンプルパルスがオフになる時刻tcにおける
ホールドコンデンサの電位が、次にサンプルパル
スがオンする迄の間ホールドされる。従つてホー
ルドされる電圧は、サンプルパルスがオフする時
刻tcの信号電圧によつて決定されるため、信号電
圧に高域ノイズ成分による変動が重畳されている
と高周波の変動は、低周波の変動として置き換え
られてしまう。第11図の周波数特性を示す図で
説明すると、図の如く、高域のノイズ成分は、低
域のノイズ成分に折り返される。よつて、ローパ
スフイルター(LPF)で帯域制限しても、この
ノイズ成分は除去できないのである。
FIG. 10 shows the sample and hold operation in the conventional CDS method. Clamp circuit 8 in Figure 8
2, the output signal B of the CCD 81 has its feedthrough level clamped to a certain potential VCP .
is sampled and held by the sample and hold pulse E, but the output signal fluctuates like C until it is held. In other words, time t a
When sample and hold starts, the potential of the hold capacitor gradually approaches input signal B, and becomes the same as input signal B at time tb .
((t b −t a ) is called the acquisition time) The potential of the hold capacitor at time t c when the sample pulse turns off is held until the next sample pulse turns on. Therefore, the held voltage is determined by the signal voltage at the time t c when the sample pulse turns off, so if fluctuations due to high-frequency noise components are superimposed on the signal voltage, the high-frequency fluctuations will be compared to the low-frequency fluctuations. It will be replaced as a change. To explain with reference to the frequency characteristic diagram of FIG. 11, as shown in the figure, high-frequency noise components are folded back into low-frequency noise components. Therefore, even if you limit the band with a low-pass filter (LPF), this noise component cannot be removed.

本発明は、この問題点を解決したもので、その
目的とするところは、折り返しのノイズ成分をな
くし、且つ、画素欠陥を補償することを可能にし
たノイズ抑制兼画素欠陥補償回路を提供すること
にある。
The present invention has solved this problem, and its purpose is to provide a noise suppression and pixel defect compensation circuit that eliminates aliasing noise components and can compensate for pixel defects. It is in.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、半導体基板上に形成された光
電変換素子群、該光電変換素子群で光電変換され
た信号電荷を転送する電荷転送シフトレジスタ、
転送された信号電荷を検出する浮遊拡散型の電荷
検出部、該電荷検出部の電位変化を出力する出力
アンプ、前記電荷検出部の電位を一定電位にリセ
ツトするリセツト部、および検出済みの信号電荷
を掃き出すリセツトドレイン部を有する電荷結合
素子と、該電荷結合素子を駆動して、一画素周期
内に信号電荷が前記電荷検出部に注入される第1
の期間、前記電荷検出部の信号電荷が前記リセツ
トドレイン部に掃き出される第2の期間、及び前
記電荷検出部の電位が一定電位にリセツトされる
第3の期間とに分割して出力信号を得る駆動回路
と、前記出力信号及び該出力信号を所定期間デイ
レイラインにより遅延させた信号を入力とし、一
画素周期内に前記出力信号の第1の期間と第3の
期間の電位差が正の電圧である第1の信号電圧及
び負の電圧である第2の信号電圧として分割して
現われる信号を出力とする差動増幅器と、前記第
1、第2の信号電圧を交互に2つの出力に切り換
えて取り出す第1のスイツチ回路と、該スイツチ
回路の各出力に併置されたサンプルホールド回路
及びゲート回路と、前記サンプルホールド回路と
ゲート回路の出力の極性を同一にするインバータ
と、同極性となつた前記サンプルホールド回路及
びゲート回路の出力信号を選択して取り出す第2
のスイツチ回路とを備えたことを特徴とする電荷
結合素子の信号処理装置が得られる。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, a group of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate, a charge transfer shift register that transfers signal charges photoelectrically converted by the group of photoelectric conversion elements,
A floating diffusion type charge detection section that detects the transferred signal charge, an output amplifier that outputs a potential change of the charge detection section, a reset section that resets the potential of the charge detection section to a constant potential, and a detected signal charge. a charge-coupled device having a reset drain portion for sweeping out the charge-coupled device;
The output signal is divided into a period of time, a second period in which the signal charge of the charge detection section is swept out to the reset drain section, and a third period in which the potential of the charge detection section is reset to a constant potential. a drive circuit that receives the output signal and a signal obtained by delaying the output signal by a delay line for a predetermined period; a differential amplifier that outputs a signal that is divided and appears as a first signal voltage that is a negative voltage and a second signal voltage that is a negative voltage; and the first and second signal voltages are alternately switched to two outputs. A first switch circuit to take out the sample, a sample hold circuit and a gate circuit placed in parallel to each output of the switch circuit, and an inverter that makes the outputs of the sample hold circuit and the gate circuit have the same polarity. a second circuit for selecting and extracting the output signals of the sample and hold circuit and the gate circuit;
A charge-coupled device signal processing device is obtained, characterized in that it is equipped with a switch circuit.

(作用) 第6図に、本実施例におけるサンプリングの動
作を示す。本実施例では、置き換える欠陥画素の
画像情報を除いては、サンプリングはゲート回路
を用いる。従つて、同図のように、ゲートパルス
がオンしている間のみ、ゲート回路が導通状態
となり、入力信号に追従した出力信号が得ら
れるのである。従つて、高域のノイズ成分が、低
域に折り返されることはない。よつて、第7図の
周波数特性で示す様なローパスフイルターで帯域
制限することによつて、高域のノイズ成分は完全
に除去できるのである。
(Operation) FIG. 6 shows the sampling operation in this embodiment. In this embodiment, a gate circuit is used for sampling except for image information of a defective pixel to be replaced. Therefore, as shown in the figure, the gate circuit is conductive only while the gate pulse is on, and an output signal that follows the input signal is obtained. Therefore, high frequency noise components are not folded back into the low frequency range. Therefore, by band-limiting with a low-pass filter as shown in the frequency characteristics of FIG. 7, high-frequency noise components can be completely removed.

以上のように、本発明による欠陥画素補償回路
によつて、高域のノイズ成分が低域に折り返され
ることはなしに、欠陥画素補償を行うことができ
る。
As described above, with the defective pixel compensation circuit according to the present invention, defective pixel compensation can be performed without high-frequency noise components being folded back into the low-frequency range.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。第1図に、本発明によるCCDの信号処
理回路の全体構成を示す。同図において、CCD
11は、駆動回路22によつて駆動される。そし
て、そのCCD11の出力信号は、フイードスル
ー期間の電位と信号期間の電位の差分を増幅でき
る様に、デイレイライン12を通してある一定時
間遅延させた出力信号と共に、差動増幅器13に
接続されている。差動増幅器13の出力信号で
は、一周期間内に信号電圧を示す電圧が正負2か
所に現われる。そこで、一周期間内に現われる正
負の信号は、それぞれサンプルパルス制御回路1
9によりコントロールされているアナログスイツ
チ14によつて、一方は、ゲート回路17によつ
てサンプリングされ、もう一方は、サンプルホー
ルド回路15によつてサンプリングされる様に切
り換えられる。そして、さらにアナログスイツチ
18によつて、正常な画素においては、ゲート回
路17の出力信号を、欠陥画素においてはサンプ
ルホールド回路15(正確には、インバータ16
の出力)の出力信号を選択する様に切り換えられ
る。なお、インバータ16は、信号の極性を合わ
せるためのものであり、メモリ20には欠陥画素
の位置情報が記憶されている。また、パルス発生
器21は、全てのサンプルパルスの源となるパル
ス発生器である。
(Example) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a CCD signal processing circuit according to the present invention. In the same figure, CCD
11 is driven by a drive circuit 22. The output signal of the CCD 11 is connected to a differential amplifier 13 along with an output signal delayed by a certain period of time through a delay line 12 so that the difference between the potential in the feed-through period and the potential in the signal period can be amplified. In the output signal of the differential amplifier 13, voltages representing the signal voltage appear at two positions, positive and negative, within one cycle period. Therefore, the positive and negative signals appearing within one cycle are each output from the sample pulse control circuit 1.
An analog switch 14 controlled by an analog switch 9 controls switching so that one side is sampled by the gate circuit 17 and the other side is sampled by the sample-and-hold circuit 15. Further, the analog switch 18 controls the output signal of the gate circuit 17 for normal pixels, and the output signal of the sample and hold circuit 15 (more precisely, the inverter 16) for defective pixels.
output signal). Note that the inverter 16 is for matching the polarity of the signal, and the memory 20 stores position information of the defective pixel. Further, the pulse generator 21 is a pulse generator that is a source of all sample pulses.

第2図に、インターラインCCD撮像素子に適
用した実施例での、CCD撮像素子と差動増幅回
路部分の構成を示す。同図において、フオトダイ
オードP1〜P5で光電交換された信号電荷は、
垂直シフトレジスタ23に読み出され、水平シフ
トレジスタ24に向かつて転送される。次に、水
平シフトレジスタ24に転送された信号電荷は、
一行毎、出力アンプ25より出力される。なお、
フオトダイオードP3の斜線は、P3が欠陥画素
であることを示す。そして、出力アンプ25の次
には、差動増幅器13が接続されている。その差
動増幅器13の正入力には、出力アンプ25の出
力信号が直接入力され、負入力にはデイレイラ
イン12を介して、一定期間遅延された出力信号
が入力される。次に、この差動増幅部における
動作を、第3図のタイムチヤートを用いて説明す
る。出力アンプ25の出力信号の内、一画素周
期は、リセツト期間31、フイードスルー期間3
2、信号期間33に分けられ、一画素の出力信号
電圧は、フイードスルー期間32の電位と信号期
間33の電位に差として表わされる。つまり、本
図で画素P1〜P4の出力信号電圧は、それぞれ
VP1〜VP4となる。の信号は、CCDの出力信号
を、デイレイライン12によつてフイードスル
ー期間分遅延させられた信号である。
FIG. 2 shows the configuration of a CCD image sensor and a differential amplifier circuit in an embodiment applied to an interline CCD image sensor. In the same figure, the signal charges photoelectrically exchanged by photodiodes P1 to P5 are
The data is read out to the vertical shift register 23 and transferred to the horizontal shift register 24. Next, the signal charge transferred to the horizontal shift register 24 is
Each line is output from the output amplifier 25. In addition,
The diagonal line on photodiode P3 indicates that P3 is a defective pixel. A differential amplifier 13 is connected next to the output amplifier 25. The output signal of the output amplifier 25 is directly input to the positive input of the differential amplifier 13, and the output signal delayed for a certain period is input to the negative input via the delay line 12. Next, the operation of this differential amplifier section will be explained using the time chart shown in FIG. One pixel period of the output signal of the output amplifier 25 includes a reset period 31 and a feedthrough period 3.
2. The signal period 33 is divided into signal periods 33, and the output signal voltage of one pixel is expressed as the difference between the potential in the feed-through period 32 and the potential in the signal period 33. In other words, in this figure, the output signal voltages of pixels P1 to P4 are respectively
V P1 to V P4 . The signal is a signal obtained by delaying the CCD output signal by the delay line 12 by a feed-through period.

の信号は、差動増幅器13の出力信号であ
る。同図の様に、差動増幅器13の出力信号にお
いて画素P1〜P4の出力信号電圧VP1〜VP4は、
正負の電圧VP1(+)〜VP4(+),VP1(−)〜VP4
(−)として、それぞれ2ケ所に現われる。
The signal is the output signal of the differential amplifier 13. As shown in the figure, in the output signal of the differential amplifier 13, the output signal voltages V P1 to V P4 of the pixels P1 to P4 are as follows:
Positive and negative voltage V P1 (+) ~ V P4 (+), V P1 (-) ~ V P4
(-) appears in two places each.

第4図に、サンプリング部の回路構成を示す。
差動増幅器13の出力は、アナログスイツチ14
を介して、サンプルホールド回路15、及びゲー
ト回路17に接続されている。
FIG. 4 shows the circuit configuration of the sampling section.
The output of the differential amplifier 13 is sent to the analog switch 14.
It is connected to a sample hold circuit 15 and a gate circuit 17 via.

そして、各サンプリング回路の出力は、アナロ
グスイツチ18を介して次の信号処理回路へ接続
されている。
The output of each sampling circuit is connected to the next signal processing circuit via an analog switch 18.

なお、同図で、、は、それぞれアナログス
イツチ14,18を制御するパルス、は、サン
プルホールドパルス、はゲートパルスを示す。
In the same figure, , , and indicate pulses for controlling the analog switches 14 and 18, respectively, sample and hold pulses, and gate pulses.

また、インバータ16は、サンプリング回路1
5,16の極性を同じにするためのものである。
以上の信号処理回路の動作を、第5図のタイムチ
ヤートを用いて説明する。まず、差動増幅器13
の出力信号に、画素P1の信号電圧が負の電圧
VP1(−)として現われる時刻t1において、アナロ
グスイツチ14の制御パルスは、Low(以後L
と略す)の状態となつており、スイツチ14は、
ゲート回路17と導通している。
Further, the inverter 16 is connected to the sampling circuit 1
This is to make the polarities of 5 and 16 the same.
The operation of the above signal processing circuit will be explained using the time chart shown in FIG. First, the differential amplifier 13
The signal voltage of pixel P1 is a negative voltage in the output signal of
At time t1 , which appears as V P1 (-), the control pulse of the analog switch 14 is Low (hereinafter L
), and the switch 14 is
It is electrically connected to the gate circuit 17.

そして、その時、ゲートパルスは、High(以
後、Hと略す)となり、ゲート回路17は、ゲー
トパルスがHighの間、ON状態となつて、負の
信号電圧VP1(−)がサンプリングされる。そし
て、続いて制御パルスは、H状態となつて、ス
イツチ14は、サンプルホールド回路15側に切
り変わる。そして、画素P1の信号電圧が正の電
圧VP1(+)として現われる時刻t2において、パル
スがHとなつて、信号電圧VP1(+)がサンプ
リングされ始め、パルスがLになつてから以降
は、信号電圧VP1が、次にがHになるまでホー
ルドされる。以上の動作を繰り返すことにより、
正負に現われた信号電圧VP(+)、VP(−)は、サ
ンプリングされる。
At that time, the gate pulse becomes High (hereinafter abbreviated as H), the gate circuit 17 is in the ON state while the gate pulse is High, and the negative signal voltage V P1 (-) is sampled. Then, the control pulse goes into the H state, and the switch 14 is switched to the sample and hold circuit 15 side. Then, at time t2 when the signal voltage of pixel P1 appears as a positive voltage V P1 (+), the pulse becomes H, the signal voltage V P1 (+) begins to be sampled, and after the pulse becomes L, is held until the signal voltage V P1 becomes H next. By repeating the above operations,
Signal voltages V P (+) and V P (-) that appear positive and negative are sampled.

次に、ゲート回路17の出力信号は、サンプ
ルホールド回路15の出力信号と同極性にする
ために、インバータ16によつて反転される。
Next, the output signal of the gate circuit 17 is inverted by the inverter 16 so as to have the same polarity as the output signal of the sample and hold circuit 15.

出力回路へ続くアナログスイツチ18の動作に
ついて述べる。正常な画素においては、アナログ
スイツチ18の制御パルスは、Lとなつて、ゲー
ト回路17側の出力信号が出力される。そし
て、欠陥画素P3の出力信号VP3がゲート回路1
7より出力される時刻t3になると、アナログスイ
ツチ18の制御パルスがHとなつてスイツチ18
はサンプルホールド回路15側に切り換わり、今
度は一画素前の信号電圧VP2が出力される。つ
まり、メモリ20の欠陥画素の位置情報を基にし
て、スイツチ18の切り換え動作を行うことによ
つて欠陥画素の信号電圧を一画素前の信号電圧に
置き換えることができたわけである。
The operation of the analog switch 18 connected to the output circuit will be described. In a normal pixel, the control pulse of the analog switch 18 becomes L, and the output signal from the gate circuit 17 side is output. Then, the output signal V P3 of the defective pixel P3 is output to the gate circuit 1.
At time t3 output from 7, the control pulse of the analog switch 18 becomes H, and the switch 18
is switched to the sample-and-hold circuit 15 side, and the signal voltage V P 2 of one pixel before is outputted this time. In other words, by operating the switch 18 based on the position information of the defective pixel in the memory 20, the signal voltage of the defective pixel can be replaced with the signal voltage of the previous pixel.

以上の動作を繰り返すことにより、信号電圧を
ゲート回路でサンプリングしながら、画素欠陥を
補償することができる。
By repeating the above operations, pixel defects can be compensated for while sampling the signal voltage with the gate circuit.

(発明の効果) 以上述べたように、本発明による信号処理回路
によつて、正常画素の信号電圧についてはゲート
回路を用いて、高域のノイズ成分を低域に折り返
すことなしにサンプリングすることができ、欠陥
画素の信号電圧については、サンプルホールド回
路の信号を用いて、スイツチ動作によつて隣接す
る画素の信号電圧に置き換えることができる。そ
の結果、低ノイズ、且つ、キズによる画質劣化の
少ない高品質の画像を得ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, with the signal processing circuit according to the present invention, it is possible to sample the signal voltage of a normal pixel using a gate circuit without folding the high-frequency noise component back into the low-frequency range. The signal voltage of a defective pixel can be replaced with the signal voltage of an adjacent pixel by a switch operation using a signal from a sample and hold circuit. As a result, it is possible to obtain a high-quality image with low noise and less deterioration in image quality due to scratches.

なお、本実施例では、欠陥画素の信号電圧を、
一画素前の信号電圧で置き換えているが、メモリ
内のキズの位置情報を基にしてサンプルホールド
パルスを制御することによつて、任意の画素の信
号電圧に置き換えることができる。従つて連続し
て、欠陥画素が存在しても、欠陥補償は可能であ
る。
Note that in this example, the signal voltage of the defective pixel is
Although it is replaced with the signal voltage of one pixel before, it can be replaced with the signal voltage of any pixel by controlling the sample and hold pulse based on the position information of the flaw in the memory. Therefore, even if there are consecutive defective pixels, defect compensation is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明による実施例における全体の
回路構成図、第2図は、本実施例のCCD撮像素
子及び差動増幅部の回路構成図、第3図は、差動
増幅部の動作を示すタイムチヤート、第4図は、
本実施例のサンプリング部の回路構成図、第5図
は、サンプリング及び画素欠陥補償の動作を示す
タイムチヤート、第6図は、ゲート回路の動作を
示す図、第7図は、本実施例の高域ノイズ抑制効
果を示す図、第8図は、従来例における全体の回
路構成図、第9図は、従来例のサンプリング及び
画素欠陥補償の動作を示す図、第10図は、サン
プルホールド回路の動作を示す図、第11図は、
従来例の高域ノイズ成分の折り返し現象を示す図
である。 11,81……電荷結合素子、12……デイレ
イライン、13……差動増幅器、14,18……
アナログスイツチ、15,83……サンプルホー
ルド回路、16……インバータ、17……ゲート
回路、19,85……サンプルパルス制御回路、
20,84……メモリ、21,87,サンプルパ
ルス発生器、22,86……駆動回路、23……
垂直シフトレジスタ、24……水平シフトレジス
タ、25……出力アンプ。
FIG. 1 is an overall circuit configuration diagram of an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the CCD image sensor and differential amplification section of this embodiment, and FIG. 3 is an operation of the differential amplification section. The time chart, Figure 4, shows
FIG. 5 is a time chart showing the operation of sampling and pixel defect compensation; FIG. 6 is a diagram showing the operation of the gate circuit; and FIG. 7 is a diagram showing the operation of the gate circuit. Figure 8 is a diagram showing the high-frequency noise suppression effect, Figure 8 is an overall circuit configuration diagram in the conventional example, Figure 9 is a diagram showing the operation of sampling and pixel defect compensation in the conventional example, and Figure 10 is the sample and hold circuit. A diagram showing the operation of, FIG. 11, is as follows.
FIG. 3 is a diagram showing a aliasing phenomenon of high-frequency noise components in a conventional example. 11, 81... Charge coupled device, 12... Delay line, 13... Differential amplifier, 14, 18...
Analog switch, 15, 83... Sample hold circuit, 16... Inverter, 17... Gate circuit, 19, 85... Sample pulse control circuit,
20,84...Memory, 21,87, Sample pulse generator, 22,86...Drive circuit, 23...
Vertical shift register, 24...Horizontal shift register, 25...Output amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に形成された光電変換素子群、
該光電変換素子群で光電変換された信号電荷を転
送する電荷転送シフトレジスタ、転送された信号
電荷を検出する浮遊拡散型の電荷検出部、該電荷
検出部の電位変化を出力する出力アンプ、前記電
荷検出部の電位を一定電位にリセツトするリセツ
ト部、および検出済みの信号電荷を掃き出すリセ
ツトドレイン部を有する電荷結合素子と、該電荷
結合素子を駆動して、一画素周期内に信号電荷が
前記電荷検出部に注入される第1の期間、前記電
荷検出部の信号電荷が前記リセツトドレイン部に
掃き出される第2の期間、及び前記電荷検出部の
電位が一定電位にリセツトされる第3の期間とに
分割して出力信号を得る駆動回路と、前記出力信
号及び該出力信号を所定期間デイレイラインによ
り遅延させた信号を入力しと、一画素周期内に前
記出力信号の第1の期間と第3の期間の電位差が
正の電圧である第1の信号電圧及び負の電圧であ
る第2の信号電圧として分割して現われる信号を
出力とする差動増幅器と、前記第1、第2の信号
電圧を交互に2つの出力に切り換えて取り出す第
1のスイツチ回路と、該スイツチ回路の各出力に
併置されたサンプルホールド回路及びゲート回路
と、前記サンプルホールド回路とゲート回路の出
力の極性を同一にするインバータと、同極性とな
つた前記サンプルホールド回路及びゲート回路の
出力信号を選択して取り出す第2のスイツチ回路
とを備えたことを特徴とする電荷結合素子の信号
処理装置。 2 前記第1及び第2のスイツチ回路を制御する
抜き取りパルス、前記サンプルホールド回路及び
前記ゲート回路を制御するサンプルパルスはパル
ス発生器より発生したパルスを合成し、サンプル
パルス制御回路により駆動回路と同期して印加さ
れる特許請求の範囲第1項に記載の電荷結合素子
の信号処理装置。 3 前記サンプルホールド回路を制御するサンプ
ルパルス、及び前記第2のスイツチ回路を制御す
る抜き取りパルスは、欠陥画素の位置情報が記憶
されたメモリのデータを基にサンプルパルス制御
回路により制御され、欠陥画素の信号が隣接する
周辺画素の信号によつて置換される特許請求の範
囲第1項に記載の電荷結合素子の信号処理装置。
[Claims] 1. A group of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate,
A charge transfer shift register that transfers signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion element group, a floating diffusion type charge detection section that detects the transferred signal charges, an output amplifier that outputs a potential change of the charge detection section; A charge-coupled device has a reset section that resets the potential of the charge detection section to a constant potential, and a reset drain section that sweeps out the detected signal charge, and the charge-coupled device is driven to remove the signal charge within one pixel period. A first period in which the signal charge is injected into the charge detection section, a second period in which the signal charge of the charge detection section is swept out to the reset drain section, and a third period in which the potential of the charge detection section is reset to a constant potential. a drive circuit that divides the output signal into periods and obtains an output signal; and inputs the output signal and a signal obtained by delaying the output signal by a delay line for a predetermined period; a differential amplifier that outputs a signal that appears after being divided into a first signal voltage having a positive voltage and a second signal voltage having a negative voltage; A first switch circuit that alternately switches the signal voltage to two outputs and takes out the signal voltage, a sample-hold circuit and a gate circuit that are placed in parallel to each output of the switch circuit, and the outputs of the sample-hold circuit and the gate circuit have the same polarity. 1. A signal processing device for a charge-coupled device, comprising: an inverter that outputs signals of the same polarity, and a second switch circuit that selects and extracts output signals of the sample-and-hold circuit and the gate circuit that have the same polarity. 2. The sampling pulse that controls the first and second switch circuits, the sample pulse that controls the sample hold circuit and the gate circuit are generated by combining pulses generated by a pulse generator, and are synchronized with the drive circuit by a sample pulse control circuit. A charge-coupled device signal processing device according to claim 1. 3. The sample pulse that controls the sample hold circuit and the extraction pulse that controls the second switch circuit are controlled by a sample pulse control circuit based on data in a memory that stores position information of the defective pixel. 2. The signal processing device for a charge-coupled device according to claim 1, wherein the signal of is replaced by the signal of an adjacent peripheral pixel.
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