发明名称 拖尾运算电路、摄像装置及固体摄像元件之驱动方法
摘要 本发明是在帧传送型CCD影像感测器中,在利用局部区域的图像的情况下,可以抑制拖尾,同时提高帧速率。拖尾运算电路(100)从前面列的图像信号的累加值中求出作为图像抽出对象的区域的各列的图像信号V(j)的拖尾成份。在此,来自先于区域的前面读出区域的拖尾成份的施加不是由前面读出区域的图像信号的累加进行,而根据区域的前面列的图像信号估计。将该估计值作为拖尾成份初始值设定在行(line)存储器(106)中,开始对区域的各列的累加处理。由此,省略了前面读出区域的图像信号的读出,帧速率提高。
申请公布号 TWI259688 申请公布日期 2006.08.01
申请号 TW093136442 申请日期 2004.11.26
申请人 三洋电机股份有限公司 发明人 松山久
分类号 H04L27/14;H04N5/217;H04N5/335 主分类号 H04L27/14
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路35号9楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路35号9楼
主权项 1.一种拖尾运算电路,系根据由包括行列配置有能 进行信号电荷的存储及行方向传送的多个像素的 摄像部和从上述摄像部沿行方向取得上述多个像 素中存储的信号电荷并暂时进行存储的存储部的 固体摄像元件而得到的图像信号,求出在从上述摄 像部向上述存储部的帧传送中混入到上述信号电 荷的抱尾量,其特征在具备: 累加部,系根据对应于上述摄像部内设定的规定图 像抽出对象区域的上述各像素的图像数据和摄像 期间与上述帧传送的每一列的传送周期之比,估计 该像素中产生的拖尾成份,根据上述图像信号的输 出顺序依序累加对上述图像抽出对象区域中沿上 述行方向排列的上述各像素而得到的上述拖尾成 份,将对各行得到的当前累加数据作为对应于该行 的下一像素的图像数据中含有的拖尾量输出;及 初始値设定部,系按每行将上述摄像部中对应于上 述图像抽出对象区域和上述存储部中夹着的偏移 区域中产生的拖尾量的拖尾成份初始値作为上述 累加数据的初始値,而设定在上述累加部中。 2.如申请专利范围第1项所述的拖尾运算电路,其中 ,具有初始値估计部,系根据上述图像抽出对象区 域中相邻于上述偏移区域的列的图像数据估计上 述偏移区域中的图像数据,并根据该估计出的图像 数据决定上述拖尾成份初始値。 3.一种摄像装置,其特征在具备: 固体摄像元件,系包括行列配置有能进行信号电荷 的存储和行方向传送的多个像素的摄像部、从上 述摄像部沿行方向取得上述多个像素中存储的信 号电荷并暂时进行存储的存储部、能去除由在上 述摄像部内设定的预定图像抽出对象区域和上述 存储部包夹的偏移区域产生的上述信号电荷的电 荷去除机构; 驱动电路,系可透过上述电荷去除机构在上述固体 摄像元件上去除上述偏移区域的上述信号电荷,进 行从上述固体摄像元件有选择地读出上述图像抽 出对象区域的图像信号的图像抽出动作与从上述 固体摄像元件读出上述偏移区域的图像信号的偏 移区域读出动作; 累加部,系根据对应于上述摄像部的上述各像素的 图像数据和摄像期间与帧传送的每一列的传送周 期之比,估计该像素中产生的拖尾成份,根据来自 上述固体摄像元件的上述图像信号的输出顺序依 序累加对上述摄像部中沿上述行方向排列的上述 各像素得到的上述拖尾成份,将对各行得到的当前 累加数据作为对应于该行的下一像素的图像数据 中含有的拖尾量输出;及 初始値设定部,系在上述图像抽出动作时,按每行 将对应于上述偏移区域中产生的拖尾量的拖尾成 份初始値作为上述累加数据的初始値,而设定在上 述累加部中; 上述驱动电路反复执行上述图像抽出动作。另一 方面,以规定周期执行上述偏移区域读出动作; 上述初始値设定部将上述偏移区域读出动作的上 述累加部的累加结果设为后续的上述图像抽出动 作中所用的上述拖尾成份初始値。 4.一种摄像装置,其特征在具备: 固体摄像元件,系包括行列配置有能进行信号电荷 的存储和行方向传送的多个像素的摄像部、从上 述摄像部沿行方向取得上述多个像素中存储的信 号电荷并暂时进行存储的存储部、能从至少包括 上述摄像部中相邻于上述存储部的规定偏移区域 的区域中去除上述信号电荷的摄像部电荷去除机 构; 驱动电路,系在与上述存储部之间包夹上述偏移区 域,并进行从上述固体摄像元件有选择地读出设定 在上述摄像部内的规定的图像抽出对象区域的图 像信号的图像抽出动作; 累加部,系根据对应于上述摄像部的上述各像素的 图像数据和摄像期间与帧传送的每一列的传送周 期之比,估计该像素中产生的拖尾成份,根据来自 上述固体摄像元件的图像信号的输出顺序依序累 加上述摄像部中对沿上述行方向排列的上述各像 素得到的上述拖尾成份,将对各行得到的当前累加 数据作为对应于该行的下一像素的图像数据中含 有的拖尾量输出;及 初始値设定部,在上述图像抽出动作时,按每行将 对应于上述偏移区域中产生的拖尾量的拖尾成份 初始値作为上述累加数据的初始値而设定在上述 累加部中; 上述驱动电路系执行: 第一帧传送动作,将上述图像抽出对象区域的上述 信号电荷帧传送到上述存储部; 电荷去除动作,在上述第一帧传送动作后,透过上 述摄像部电荷去除机构,从上述偏移区域去除上述 信号电荷;及 第二帧传送动作,接着上述电荷去除动作,向上述 存储部帧传送上述偏移区域的上述信号电荷; 上述初始値设定部根据在上述第二帧传送动作中 存储在上述存储部中的对应于上述偏移区域的上 述图像信号,决定上述拖尾成份初始値。 5.如申请专利范围第4项所述的摄像装置,其中,上 述驱动电路从上述固体摄像元件中读出根据从上 述偏移区域中相邻于上述图像抽出对象区域的后 端偏移列向上述存储部由上述第二帧传送动作传 送的上述信号电荷而得到的后端偏移图像信号; 上述初始値设定部根据上述后端偏移图像信号,设 定上述拖尾成份初始値。 6.如申请专利范围第5项所述的摄像装置,其中,上 述驱动电路在第二帧传送动作中,从上述摄像部向 上述存储部传送上述偏移区域中先于上述后端偏 移列的多个前面偏移列的上述信号电荷时,持续或 断续停止上述存储部的上述行方向传送,在位于上 述存储部的输入端的列中,彼此加法合成至少一部 分的上述前面偏移列的上述信号电荷。 7.如申请专利范围第4至6项中任一项所述的摄像装 置,其中,上述摄像部电荷去除机构进行去除上述 摄像部的全部区域的上述信号电荷的电子快门动 作。 8.一种固体摄像元件的驱动方法,该固体摄像元件 包括:行列配置有能进行信号电荷的存储和行方向 传送的多个像素的摄像部、从上述摄像部沿行方 向取得上述多个像素中存储的信号电荷并暂时进 行存储的存储部、及能从至少包括上述摄像部中 相邻于上述存储部的偏移区域的区域中去除上述 信号电荷的摄像部电荷去除机构,其特征在具备: 第一帧传送步骤,系向上述存储部帧传送上述图像 抽出对象区域的上述信号电荷; 电荷去除步骤,系在上述第一帧传送步骤后,从占 据于设定在上述摄像部内的规定图像抽出对象区 域和上述存储部之间的上述偏移区域,透过上述摄 像部电荷去除机构去除上述信号电荷; 第二帧传送步骤,系接着上述电荷去除步骤,将上 述偏移区域的上述信号电荷帧传送到上述存储部; 图像抽出步骤,系在上述第二帧传送步骤后,由上 述存储部沿行方向依序传送上述信号电荷,从上述 存储部中读出对应于上述图像抽出对象区域的抽 出对象图像信号;及 拖尾成份信号取得步骤,系读出根据从上述偏移区 域中相邻于上述图像抽出对象区域的后端偏移列 向上述存储部透过上述第二帧传送步骤传送的上 述信号电荷而得到的图像信号,即上述图像抽出对 象区域的前端列中含有的对应于拖尾成份的拖尾 成份信号。 9.如申请专利范围第8项所述的固体摄像元件的驱 动方法,其中,上述第二帧传送步骤包括: 合成步骤,系在从上述摄像部向上述存储部传送上 述偏移区域中先于上述后端偏移列的多个前面偏 移列的上述信号电荷时,持续或断续停止上述存储 部的上述行方向传送,在位于上述存储部的输入端 的列上彼此相加合成至少一部分的上述先前偏移 列的上述信号电荷;及 后端偏移列存储步骤,系与上述前面偏移列的上述 信号电荷独立地将上述后端偏移列的上述信号电 荷存储到上述存储部内。 10.如申请专利范围第9项所述的固体摄像元件的驱 动方法,其中,上述第二帧传送步骤具有空白列形 成步骤,其在上述合成步骤之前,进行上述存储部 的上述行方向传送,形成至少一列在上述存储部的 上述输入端侧不存储上述信号电荷的空白列。 11.如申请专利范围第8至10项中任一项所述的固体 摄像元件的驱动方法,其中,上述固定摄像元件包 括存储部电荷去除机构,系在读出上述存储部中存 储的上述信号电荷时,能以列为单位有选择地去除 该信号电荷,且具备: 在上述第一帧传送步骤中由上述存储部电荷去除 机构去除从上述偏移区域向上述存储部传送的上 述信号电荷的步骤;及 在上述第二帧传送步骤中,由上述存储部电荷去除 机构去除传送到上述存储部的上述前面偏移列的 上述信号电荷的步骤。 12.如申请专利范围第8至10项中任一项所述的固体 摄像元件的驱动方法,其中,上述摄像部电荷去除 机构可进行去除上述摄像部的全部区域的上述信 号电荷的电子快门动作; 上述电荷去除步骤进行上述电子快门动作。 13.如申请专利范围第8至10项中任一项所述的固体 摄像元件的驱动方法,其中,上述摄像部电荷去除 机构能有选择地去除上述摄像部中上述偏移区域 的上述信号电荷, 在上述第一帧传送步骤之前,具有透过上述摄像部 电荷去除机构从上述偏移区域去除上述信号电荷 的步骤。 图式简单说明: 第1图是本发明的实施方式的帧传送型的CCD影像感 测器的示意性平面图; 第2图是构成本发明的实施方式的帧传送型CCD影像 感测器的摄像部和存储部的垂直CCD移位暂存器的 结构的示意性局部剖面图; 第3图是表示本发明的实施方式的摄像装置的概略 结构的方块图; 第4图是说明图像抽出模式下的影像感测器的驱动 方法的流程图; 第5图是说明图像抽出模式下的影像感测器的驱动 方法的示意性时序图; 第6图是本发明的第1实施方式的拖尾去除电路的 方块结构图; 第7图(a)及(b)是说明本发明的第2实施方式的摄像 装置的驱动方法的示意性时序图; 第8图是本发明的第2实施方式的拖尾去除电路的 方块结构图; 第9图是用于本发明的第3实施方式的帧传送型的 CCD影像感测器的示意性平面图; 第10图是表示本发明的第3实施方式的摄像装置的 概略结构的方块图; 第11图是说明第3实施方式的图像抽出模式下的影 像感测器的驱动方法的流程图; 第12图是说明第3实施方式的图像抽出模式下的影 像感测器的驱动方法的示意性时序图; 第13图是表示第3实施方式的图像抽出模式中的影 像感测器内的信号电荷的移动的示意性平面图; 第14图是说明在摄像部和存储部的边界附近的第 二帧传送动作中的电位阱和存储在其中的信号电 荷的移动的示意图; 第15图是现有的帧传送型CCD影像感测器的示意性 平面图; 第16图是表示构成现有的帧传送型CCD影像感测器 的摄像部和存储部的垂直CCD移位暂存器的结构的 示意性局部剖面图; 第17图是表示纵方向npn结构的CCD移位暂存器的基 板方向的电位分布的示意图; 第18图是说明拖尾产生的示意图; 第19图是现有的拖尾去除电路的方块结构图。
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