JP2002314887A - イメージセンサの出力補正装置 - Google Patents
イメージセンサの出力補正装置Info
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- JP2002314887A JP2002314887A JP2001363441A JP2001363441A JP2002314887A JP 2002314887 A JP2002314887 A JP 2002314887A JP 2001363441 A JP2001363441 A JP 2001363441A JP 2001363441 A JP2001363441 A JP 2001363441A JP 2002314887 A JP2002314887 A JP 2002314887A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 何ら補正回路を用いた演算処理によることな
く、イメージセンサから出力されるセンサ信号の温度補
正を行わせることができるようにする。 【構成】 画素単位に用いられるＭＯＳ型の光センサ回
路の出力側に基準抵抗を介してバイアス電圧を印加して
センサ信号を読み出すようにしたうえで、そのバイアス
電圧を調整することによってセンサ信号の温度による変
化分の補正を行わせるようにするべく、温度センサによ
るイメージセンサの検出温度に応じてそのバイアス電圧
の値を可変に調整する手段を設ける。
く、イメージセンサから出力されるセンサ信号の温度補
正を行わせることができるようにする。 【構成】 画素単位に用いられるＭＯＳ型の光センサ回
路の出力側に基準抵抗を介してバイアス電圧を印加して
センサ信号を読み出すようにしたうえで、そのバイアス
電圧を調整することによってセンサ信号の温度による変
化分の補正を行わせるようにするべく、温度センサによ
るイメージセンサの検出温度に応じてそのバイアス電圧
の値を可変に調整する手段を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＯＳ型の光センサ回
路を画素単位に用いたイメージセンサから出力されるセ
ンサ信号の温度補正を行うイメージセンサの出力補正装
置に関する。
路を画素単位に用いたイメージセンサから出力されるセ
ンサ信号の温度補正を行うイメージセンサの出力補正装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、入射光に応じてフォトダイオード
に流れるセンサ電流をＭＯＳ型トランジスタにより弱反
転状態で対数特性を有する電圧信号に変換して出力する
ようにした光センサ回路を画素単位に用いたイメージセ
ンサにあって、そのセンサ出力が、図３および図６に示
すように、温度によって変動するため、温度センサによ
ってイメージセンサの温度を検出して、その検出値にも
とづいて温度によって変動するセンサ出力の温度補正を
行わせるようにしたものが開発されている（特開２００
０−３２９６１６号公報参照）。
に流れるセンサ電流をＭＯＳ型トランジスタにより弱反
転状態で対数特性を有する電圧信号に変換して出力する
ようにした光センサ回路を画素単位に用いたイメージセ
ンサにあって、そのセンサ出力が、図３および図６に示
すように、温度によって変動するため、温度センサによ
ってイメージセンサの温度を検出して、その検出値にも
とづいて温度によって変動するセンサ出力の温度補正を
行わせるようにしたものが開発されている（特開２００
０−３２９６１６号公報参照）。
【０００３】図１８は、イメージセンサ１から出力され
るセンサ信号ＡＩＳｉｇを、温度センサ２によって検出
したイメージセンサ１の温度信号ＡＴｅｍｐに応じてデ
ジタル処理によって温度補正するようにしたときの従来
の構成を示している。
るセンサ信号ＡＩＳｉｇを、温度センサ２によって検出
したイメージセンサ１の温度信号ＡＴｅｍｐに応じてデ
ジタル処理によって温度補正するようにしたときの従来
の構成を示している。
【０００４】その構成によれば、コントローラＩＣＯＮ
の制御下でイメージセンサ１から出力される各画素のセ
ンサ信号ＡＩＳｉｇがＡＤ変換器ＩＡＤＣにおいてデジ
タル信号ＤＩＳｉｇに変換されてデジタル温度補正回路
ＤＣＡＬに与えられる。また、イメージセンサ１内に設
けられた温度センサ２から温度信号ＡＴｅｍｐがＡＤ変
換器ＴＡＤＣにおいてデジタル信号ＤＴｅｍｐに変換さ
れる。そして、そのデジタル化された温度信号ＤＴｅｍ
ｐがルックアップテーブルＬＵＴに与えられ、そこで予
め設定されている温度に対するオフセット補正値の特性
のテーブルから現在検出されている温度に応じたオフセ
ット補正値ＤｔｅｍｐＯＦＳが読み出されてデジタル温
度補正回路ＤＣＡＬに与えられる。そして、デジタル温
度補正回路ＤＣＡＬにおいて、デジタル化されたセンサ
信号ＤＩＳｉｇから所定のオフセット補正値Ｄｔｅｍｐ
ＯＦＳを加，減する演算処理が行われ、それにより温度
補正されたデジタル化されたセンサ信号ＯＩＳｉｇが得
られるようになっている。
の制御下でイメージセンサ１から出力される各画素のセ
ンサ信号ＡＩＳｉｇがＡＤ変換器ＩＡＤＣにおいてデジ
タル信号ＤＩＳｉｇに変換されてデジタル温度補正回路
ＤＣＡＬに与えられる。また、イメージセンサ１内に設
けられた温度センサ２から温度信号ＡＴｅｍｐがＡＤ変
換器ＴＡＤＣにおいてデジタル信号ＤＴｅｍｐに変換さ
れる。そして、そのデジタル化された温度信号ＤＴｅｍ
ｐがルックアップテーブルＬＵＴに与えられ、そこで予
め設定されている温度に対するオフセット補正値の特性
のテーブルから現在検出されている温度に応じたオフセ
ット補正値ＤｔｅｍｐＯＦＳが読み出されてデジタル温
度補正回路ＤＣＡＬに与えられる。そして、デジタル温
度補正回路ＤＣＡＬにおいて、デジタル化されたセンサ
信号ＤＩＳｉｇから所定のオフセット補正値Ｄｔｅｍｐ
ＯＦＳを加，減する演算処理が行われ、それにより温度
補正されたデジタル化されたセンサ信号ＯＩＳｉｇが得
られるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、イメージセンサから出力されるセンサ信号の温度
補正を演算処理によって行わせるようにするのでは、複
雑な構成による補正回路を必要とすることである。
点は、イメージセンサから出力されるセンサ信号の温度
補正を演算処理によって行わせるようにするのでは、複
雑な構成による補正回路を必要とすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるイメージセ
ンサの出力補正装置にあっては、何ら補正回路を用いた
演算処理によることなく、イメージセンサから出力され
るセンサ信号の温度補正を行わせるべく、画素単位に用
いられるＭＯＳ型の光センサ回路の出力側に基準抵抗を
介してバイアス電圧を印加してセンサ信号を読み出すよ
うにしたうえで、温度センサによるイメージセンサの検
出温度に応じてそのバイアス電圧の値を可変に調整する
手段を設けて、そのバイアス電圧を調整することによっ
てセンサ信号の温度による変化分のオフセット補正を行
わせるようにしている。
ンサの出力補正装置にあっては、何ら補正回路を用いた
演算処理によることなく、イメージセンサから出力され
るセンサ信号の温度補正を行わせるべく、画素単位に用
いられるＭＯＳ型の光センサ回路の出力側に基準抵抗を
介してバイアス電圧を印加してセンサ信号を読み出すよ
うにしたうえで、温度センサによるイメージセンサの検
出温度に応じてそのバイアス電圧の値を可変に調整する
手段を設けて、そのバイアス電圧を調整することによっ
てセンサ信号の温度による変化分のオフセット補正を行
わせるようにしている。
【０００７】
【実施例】図１は、イメージセンサ１に用いられる１画
素分の光センサ回路の構成例を示している。
素分の光センサ回路の構成例を示している。
【０００８】それは、入射光Ｌｓの光量に応じたセンサ
電流を生ずるフォトダイオードＰＤと、その寄生容量Ｃ
の充放電を行わせるためのトランジスタＱ１と、その寄
生容量Ｃの端子電圧Ｖｐｄを増幅するトランジスタＱ２
と、読出し信号Ｖｃのパルスタイミングでもってセンサ
信号を出力するトランジスタＱ３とからなり、ダイナミ
ックレンジを拡大するべく、トランジスタＱ１によりフ
ォトダイオードＰＤに流れるセンサ電流を弱反転状態で
対数出力特性をもって電圧信号に変換させるようにして
いる。
電流を生ずるフォトダイオードＰＤと、その寄生容量Ｃ
の充放電を行わせるためのトランジスタＱ１と、その寄
生容量Ｃの端子電圧Ｖｐｄを増幅するトランジスタＱ２
と、読出し信号Ｖｃのパルスタイミングでもってセンサ
信号を出力するトランジスタＱ３とからなり、ダイナミ
ックレンジを拡大するべく、トランジスタＱ１によりフ
ォトダイオードＰＤに流れるセンサ電流を弱反転状態で
対数出力特性をもって電圧信号に変換させるようにして
いる。
【０００９】そして、光センサ回路におけるトランジス
タＱ３の出力側には、基準抵抗Ｒｒｅｆを介してバイア
ス電圧Ｖｒｅｆを印加して、センサ信号を電圧値として
とり出す出力回路が設けられている。
タＱ３の出力側には、基準抵抗Ｒｒｅｆを介してバイア
ス電圧Ｖｒｅｆを印加して、センサ信号を電圧値として
とり出す出力回路が設けられている。
【００１０】また、図示しないコントローラの制御下に
おいて、センサ信号の読出しに先がけて、トランジスタ
Ｑ１のゲート電圧を一定に保持したままの状態で、その
ドレイン電圧を所定時間だけ定常よりも低い値に切り換
えてフォトダイオードＰＤの寄生容量Ｃに蓄積された電
荷を放電させて初期化することにより、センサ電流に急
激な変化が生じても即座にそのときの入射光量に応じた
センサ信号が得られるようにして、入射光量が少ない場
合でも残像を生ずることがないようにしている。
おいて、センサ信号の読出しに先がけて、トランジスタ
Ｑ１のゲート電圧を一定に保持したままの状態で、その
ドレイン電圧を所定時間だけ定常よりも低い値に切り換
えてフォトダイオードＰＤの寄生容量Ｃに蓄積された電
荷を放電させて初期化することにより、センサ電流に急
激な変化が生じても即座にそのときの入射光量に応じた
センサ信号が得られるようにして、入射光量が少ない場
合でも残像を生ずることがないようにしている。
【００１１】このような光センサ回路にあっては、図２
に示すように、入射光量に応じてフォトダイオードＰＤ
に流れるセンサ電流が多いときには対数出力特性を示す
が、入射光量が少ないときにはフォトダイオードＰＤの
寄生容量Ｃの充放電に応答遅れを生じてほぼ線形の非対
数出力特性を示すものになっている。図中、ＷＡは非対
数応答領域を、ＷＢは対数応答領域をそれぞれ示してい
る。
に示すように、入射光量に応じてフォトダイオードＰＤ
に流れるセンサ電流が多いときには対数出力特性を示す
が、入射光量が少ないときにはフォトダイオードＰＤの
寄生容量Ｃの充放電に応答遅れを生じてほぼ線形の非対
数出力特性を示すものになっている。図中、ＷＡは非対
数応答領域を、ＷＢは対数応答領域をそれぞれ示してい
る。
【００１２】しかして、このような光センサ回路では、
温度によってその出力特性が図３に示すように変化する
ものになっている。図中、ａで示す特性は温度が所定の
基準値になっているときの出力特性であり、温度がその
基準値よりも低いときには出力特性がｂで示すように上
方に変動し、温度がその基準値よりも高いときには出力
特性がｃで示すように下方に変動することになる。
温度によってその出力特性が図３に示すように変化する
ものになっている。図中、ａで示す特性は温度が所定の
基準値になっているときの出力特性であり、温度がその
基準値よりも低いときには出力特性がｂで示すように上
方に変動し、温度がその基準値よりも高いときには出力
特性がｃで示すように下方に変動することになる。
【００１３】したがって、このような光センサ回路を画
素単位としてマトリクス状に複数配設したイメージセン
サから時系列的に順次出力される各画素のセンサ信号
を、そのときのイメージセンサの雰囲気温度による基準
値からの変動分をオフセットするべく、温度補正する必
要がある。
素単位としてマトリクス状に複数配設したイメージセン
サから時系列的に順次出力される各画素のセンサ信号
を、そのときのイメージセンサの雰囲気温度による基準
値からの変動分をオフセットするべく、温度補正する必
要がある。
【００１４】本発明は、このような点を考慮したうえ
で、光センサ回路の出力側に設けられる出力回路におけ
るバイアス電圧Ｖｒｅｆの値を変化させることによって
センサ信号を適宜オフセットさせることができる点に着
目して、温度センサによってイメージセンサの温度を検
出して、その検出温度に応じてバイアス電圧Ｖｒｅｆの
値を可変に調整する手段を設けるようにしたものであ
る。
で、光センサ回路の出力側に設けられる出力回路におけ
るバイアス電圧Ｖｒｅｆの値を変化させることによって
センサ信号を適宜オフセットさせることができる点に着
目して、温度センサによってイメージセンサの温度を検
出して、その検出温度に応じてバイアス電圧Ｖｒｅｆの
値を可変に調整する手段を設けるようにしたものであ
る。
【００１５】図４は、バイアス電圧Ｖｒｅｆをパラメー
タとして１〜１０Ｖまで変化させたときの光センサ回路
におけるＶｐｄ電圧に対するセンサ出力の特性を示して
いる。
タとして１〜１０Ｖまで変化させたときの光センサ回路
におけるＶｐｄ電圧に対するセンサ出力の特性を示して
いる。
【００１６】この特性から、Ｖｐｄ電圧がΔＶだけ変化
したときのセンサ出力の変化分ΔＶｏは一定であること
がわかる。したがって、バイアス電圧Ｖｒｅｆを変化さ
せることによって、センサ出力の温度による変化分をキ
ャンセルすることができるようになる。
したときのセンサ出力の変化分ΔＶｏは一定であること
がわかる。したがって、バイアス電圧Ｖｒｅｆを変化さ
せることによって、センサ出力の温度による変化分をキ
ャンセルすることができるようになる。
【００１７】図５は、本発明によるイメージセンサの出
力補正装置の一実施例を示している。
力補正装置の一実施例を示している。
【００１８】それは、イメージセンサ１の雰囲気温度を
温度センサ２によって検出して、その温度センサ２から
の温度検出信号ＡＴｅｍｐを可変電源装置３が読み込ん
で、そのときの検出温度に応じてイメージセンサ１の出
力回路におけるバイアス電圧Ｖｒｅｆの電圧値を可変に
調整するようにしている。
温度センサ２によって検出して、その温度センサ２から
の温度検出信号ＡＴｅｍｐを可変電源装置３が読み込ん
で、そのときの検出温度に応じてイメージセンサ１の出
力回路におけるバイアス電圧Ｖｒｅｆの電圧値を可変に
調整するようにしている。
【００１９】その可変電源装置３は、イメージセンサの
温度が基準値から外れたときのセンサ出力の変動分をオ
フセットできるように、温度に応じて電圧値を切り換え
て出力させることができるようになっており、温度セン
サ２からの温度検出信号ＡＴｅｍｐに応じて所定の電圧
値によるバイアス電圧Ｖｒｅｆをイメージセンサ１に供
給するようになっている。
温度が基準値から外れたときのセンサ出力の変動分をオ
フセットできるように、温度に応じて電圧値を切り換え
て出力させることができるようになっており、温度セン
サ２からの温度検出信号ＡＴｅｍｐに応じて所定の電圧
値によるバイアス電圧Ｖｒｅｆをイメージセンサ１に供
給するようになっている。
【００２０】また、ここでは、コントローラＩＣＯＮの
制御下においてイメージセンサ１から時系列的に読み出
される各画素のセンサ信号ＡＩＳｉｇをデジタル信号に
変換するＡＤ変換器ＩＡＤＣと、温度センサ２からの温
度検出信号ＡＴｅｍｐをデジダル信号に変換するＡＤ変
換器ＴＡＤＣと、予め温度に応じたオフセット補正値が
テーブル設定されており、ＡＤ変換された温度信号ＤＴ
ｅｍｐに応じた所定のオフセット補正値ＤＴｅｍｐＯＦ
Ｓを読み出すルックアップテーブルＬＵＴと、その読み
出されたオフセット補正値ＤＴｅｍｐＯＦＳを用いて、
ＡＤ変換されたセンサ信号ＣＤＩＳｉｇの温度補正を行
って、その温度補正されたデジタル化されたセンサ信号
ＯＩＳｉｇを出力するデジタル温度補正回路ＤＣＡＬと
を設けるようにしている。
制御下においてイメージセンサ１から時系列的に読み出
される各画素のセンサ信号ＡＩＳｉｇをデジタル信号に
変換するＡＤ変換器ＩＡＤＣと、温度センサ２からの温
度検出信号ＡＴｅｍｐをデジダル信号に変換するＡＤ変
換器ＴＡＤＣと、予め温度に応じたオフセット補正値が
テーブル設定されており、ＡＤ変換された温度信号ＤＴ
ｅｍｐに応じた所定のオフセット補正値ＤＴｅｍｐＯＦ
Ｓを読み出すルックアップテーブルＬＵＴと、その読み
出されたオフセット補正値ＤＴｅｍｐＯＦＳを用いて、
ＡＤ変換されたセンサ信号ＣＤＩＳｉｇの温度補正を行
って、その温度補正されたデジタル化されたセンサ信号
ＯＩＳｉｇを出力するデジタル温度補正回路ＤＣＡＬと
を設けるようにしている。
【００２０】図６はイメージセンサ１から出力されるセ
ンサ信号ＡＩＳｉｇの温度に対する変化特性を示してい
る。
ンサ信号ＡＩＳｉｇの温度に対する変化特性を示してい
る。
【００２１】デジタル温度補正回路ＤＣＡＬにおける演
算処理としては、デジタル化されたセンサ信号ＣＤＩＳ
ｉｇから所定のオフセット補正値ＤｔｅｍｐＯＦＳを
加，減する演算処理が行われる。
算処理としては、デジタル化されたセンサ信号ＣＤＩＳ
ｉｇから所定のオフセット補正値ＤｔｅｍｐＯＦＳを
加，減する演算処理が行われる。
【００２２】図７は、そのデジタル演算処理によってオ
フセット補正されたときのセンサ信号ＯＩＳｉｇの温度
に対する変化特性を示している。
フセット補正されたときのセンサ信号ＯＩＳｉｇの温度
に対する変化特性を示している。
【００２３】しかして、本発明によれば、先にイメージ
センサ１の出力回路におけるバイアス電圧Ｖｒｅｆの値
を温度センサ２からの温度検出信号ＡＴｅｍｐに応じて
適宜調整することによってセンサ信号ＡＩＳｉｇの温度
補正を行わせたうえで、その温度による変動分が抑制さ
れたセンサ信号ＡＩＳｉｇをＡＤ変換器ＩＡＤＣによっ
てデジタル信号に変換させるようにしているので、その
ＡＤ変換器ＩＡＤＣの入力レンジを狭く設定して、入力
レンジを充分に活用することができるようになる。
センサ１の出力回路におけるバイアス電圧Ｖｒｅｆの値
を温度センサ２からの温度検出信号ＡＴｅｍｐに応じて
適宜調整することによってセンサ信号ＡＩＳｉｇの温度
補正を行わせたうえで、その温度による変動分が抑制さ
れたセンサ信号ＡＩＳｉｇをＡＤ変換器ＩＡＤＣによっ
てデジタル信号に変換させるようにしているので、その
ＡＤ変換器ＩＡＤＣの入力レンジを狭く設定して、入力
レンジを充分に活用することができるようになる。
【００２４】そして、本発明によれば、先のバイアス電
圧Ｖｒｅｆを調整することによっては補正できない非直
線的な部分については、後のデジタル演算処理によって
補正することができ、イメージセンサ１から出力される
センサ信号ＡＩＳｉｇの温度補正を精度良く行わせるこ
とができるようになる。
圧Ｖｒｅｆを調整することによっては補正できない非直
線的な部分については、後のデジタル演算処理によって
補正することができ、イメージセンサ１から出力される
センサ信号ＡＩＳｉｇの温度補正を精度良く行わせるこ
とができるようになる。
【００２５】図８は、本発明によるイメージセンサの出
力補正装置の他の実施例を示している。
力補正装置の他の実施例を示している。
【００２６】ここでは、特に、ルックアップテーブルＬ
ＵＴに予め温度に応じたオフセット補正値およびゲイン
補正のための乗数がテーブル設定されており、ＡＤ変換
された温度信号ＤＴｅｍｐに応じた所定のオフセット補
正値ＤＴｅｍｐＯＦＳおよびゲイン補正のための乗数値
ＤＴｅｍｐＭＬＴが読み出されて、デジタル温度補正回
路ＤＣＡＬに与えられる。そして、そのデジタル温度補
正回路ＤＣＡＬにおいて、オフセット補正演算部ＯＦＣ
ＡＬによるセンサ信号ＣＤＩＳｉｇのオフセット補正お
よびゲイン補正演算部ＭＬＴＣＡＬによるゲイン補正の
ためのデジタル演算処理が順次行われるようになってい
る。
ＵＴに予め温度に応じたオフセット補正値およびゲイン
補正のための乗数がテーブル設定されており、ＡＤ変換
された温度信号ＤＴｅｍｐに応じた所定のオフセット補
正値ＤＴｅｍｐＯＦＳおよびゲイン補正のための乗数値
ＤＴｅｍｐＭＬＴが読み出されて、デジタル温度補正回
路ＤＣＡＬに与えられる。そして、そのデジタル温度補
正回路ＤＣＡＬにおいて、オフセット補正演算部ＯＦＣ
ＡＬによるセンサ信号ＣＤＩＳｉｇのオフセット補正お
よびゲイン補正演算部ＭＬＴＣＡＬによるゲイン補正の
ためのデジタル演算処理が順次行われるようになってい
る。
【００２８】図９は、デジタル温度補正回路ＤＣＡＬに
おいてオフセット補正およびゲイン補正されたときのセ
ンサ信号ＯＩＳｉｇの温度に対する変化特性を示してい
る。
おいてオフセット補正およびゲイン補正されたときのセ
ンサ信号ＯＩＳｉｇの温度に対する変化特性を示してい
る。
【００２９】しかして、デジタル温度補正回路ＤＣＡＬ
においてセンサ信号ＣＤＩＳｉｇのオフセット補正およ
びゲイン補正が行われることによって、先のオフセット
補正だけでは図７に示すように明時の出力が傾きを有し
ているのが、図９に示すようにフラットな特性になるよ
うに補正されることになる。
においてセンサ信号ＣＤＩＳｉｇのオフセット補正およ
びゲイン補正が行われることによって、先のオフセット
補正だけでは図７に示すように明時の出力が傾きを有し
ているのが、図９に示すようにフラットな特性になるよ
うに補正されることになる。
【００３０】図１０は、デジタル温度補正回路ＤＣＡＬ
において各画素のデジタル化されたセンサ信号ＣＤＩＳ
ｉｇをオフセット補正およびゲイン補正する際、そのセ
ンサ信号ＣＤＩＳｉｇが対数応答領域において温度によ
って変化する場合における演算処理のフローを示してい
る。
において各画素のデジタル化されたセンサ信号ＣＤＩＳ
ｉｇをオフセット補正およびゲイン補正する際、そのセ
ンサ信号ＣＤＩＳｉｇが対数応答領域において温度によ
って変化する場合における演算処理のフローを示してい
る。
【００３１】図１１は、そのときの光センサ回路におけ
るセンサ出力の特性が温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣによって変
化する状態を示している。ここで、センサ出力のしきい
値ＴＨに応じたセンサ電流の値Ｉｔｍは、センサ出力が
非対数応答領域から対数応答領域に切り換わる点を示し
ている。Ｉｏは暗時のセンサ電流を示している。
るセンサ出力の特性が温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣによって変
化する状態を示している。ここで、センサ出力のしきい
値ＴＨに応じたセンサ電流の値Ｉｔｍは、センサ出力が
非対数応答領域から対数応答領域に切り換わる点を示し
ている。Ｉｏは暗時のセンサ電流を示している。
【００３２】ルックアップテーブルＬＵＴには、センサ
電流がＩｔｍの値のときにセンサ出力がＴＨとなるよう
なしきい値が設定されており、その設定されたしきい値
ＴＨを用いて温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じた特性の各セ
ンサ出力をオフセット補正すると図１２に示すような特
性になる。
電流がＩｔｍの値のときにセンサ出力がＴＨとなるよう
なしきい値が設定されており、その設定されたしきい値
ＴＨを用いて温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じた特性の各セ
ンサ出力をオフセット補正すると図１２に示すような特
性になる。
【００３３】次に、そのオフセット補正されたセンサ信
号Ｓ１にもとづき、しきい値ＴＨ以上の対数応答領域に
対してゲイン補正のための乗算処理を行う。具体的に
は、オフセット補正されたセンサ信号Ｓ１がしきい値Ｔ
Ｈ以上か否かを判断して、しきい値ＴＨよりも小さけれ
ばそのまま信号Ｓ１を温度補正されたセンサ信号ＯＩＳ
ｉｇとして出力する。また、その際、センサ信号Ｓ１が
しきい値ＴＨ以上であれば、ルックアップテーブルＬＵ
Ｔから読み出されたゲイン補正のための所定の乗数値を
用いて、 出力←ＴＨ＋（センサ信号Ｓ１−ＴＨ）×乗数 なる演算を行って、その演算結果を温度補正されたセン
サ信号ＯＩＳｉｇとして出力する。
号Ｓ１にもとづき、しきい値ＴＨ以上の対数応答領域に
対してゲイン補正のための乗算処理を行う。具体的に
は、オフセット補正されたセンサ信号Ｓ１がしきい値Ｔ
Ｈ以上か否かを判断して、しきい値ＴＨよりも小さけれ
ばそのまま信号Ｓ１を温度補正されたセンサ信号ＯＩＳ
ｉｇとして出力する。また、その際、センサ信号Ｓ１が
しきい値ＴＨ以上であれば、ルックアップテーブルＬＵ
Ｔから読み出されたゲイン補正のための所定の乗数値を
用いて、 出力←ＴＨ＋（センサ信号Ｓ１−ＴＨ）×乗数 なる演算を行って、その演算結果を温度補正されたセン
サ信号ＯＩＳｉｇとして出力する。
【００３４】このときの温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じた
各特性をもったセンサ信号の温度補正された処理結果と
して、図１３に示すように、対数応答領域の傾きが同一
になるように補正されたセンサ出力が得られる。
各特性をもったセンサ信号の温度補正された処理結果と
して、図１３に示すように、対数応答領域の傾きが同一
になるように補正されたセンサ出力が得られる。
【００３５】図１４は、デジタル温度補正回路ＤＣＡＬ
において各画素のデジタル化されたセンサ信号ＣＤＩＳ
ｉｇをオフセット補正およびゲイン補正する際、そのセ
ンサ信号ＣＤＩＳｉｇが非対数応答領域において温度に
よって変化する場合における演算処理のフローを示して
いる。
において各画素のデジタル化されたセンサ信号ＣＤＩＳ
ｉｇをオフセット補正およびゲイン補正する際、そのセ
ンサ信号ＣＤＩＳｉｇが非対数応答領域において温度に
よって変化する場合における演算処理のフローを示して
いる。
【００３６】図１５は、そのときの光センサ回路におけ
るセンサ出力の特性が温度ＴＡ′，ＴＢ′，ＴＣ′によ
って変化する状態を示している。
るセンサ出力の特性が温度ＴＡ′，ＴＢ′，ＴＣ′によ
って変化する状態を示している。
【００３７】その温度ＴＡ′，ＴＢ′，ＴＣ′に応じた
各特性のセンサ出力をしきい値ＴＨを用いてオフセット
補正すると、図１６に示すように、対数応答領域の始点
がそろえられた特性になる。
各特性のセンサ出力をしきい値ＴＨを用いてオフセット
補正すると、図１６に示すように、対数応答領域の始点
がそろえられた特性になる。
【００３８】次に、そのオフセット補正されたセンサ信
号Ｓ１にもとづき、しきい値ＴＨ以下の非対数応答領域
に対してゲイン補正のための乗算処理を行う。具体的に
は、センサ信号Ｓ１がしきい値ＴＨ以下か否かを判断し
て、しきい値ＴＨよりも大きければそのまま信号Ｓ１を
温度補正されたセンサ信号ＯＩＳｉｇとして出力する。
また、その際、センサ出力がしきい値ＴＨ以下であれ
ば、ルックアップテーブルＬＵＴｊから読み出した所定
の乗数値を用いて、 出力←ＴＨ−（ＴＨ−センサ信号Ｓ１）×乗数 なる演算を行って、その演算結果を温度補正されたセン
サ信号ＯＩＳｉｇとして出力する。
号Ｓ１にもとづき、しきい値ＴＨ以下の非対数応答領域
に対してゲイン補正のための乗算処理を行う。具体的に
は、センサ信号Ｓ１がしきい値ＴＨ以下か否かを判断し
て、しきい値ＴＨよりも大きければそのまま信号Ｓ１を
温度補正されたセンサ信号ＯＩＳｉｇとして出力する。
また、その際、センサ出力がしきい値ＴＨ以下であれ
ば、ルックアップテーブルＬＵＴｊから読み出した所定
の乗数値を用いて、 出力←ＴＨ−（ＴＨ−センサ信号Ｓ１）×乗数 なる演算を行って、その演算結果を温度補正されたセン
サ信号ＯＩＳｉｇとして出力する。
【００３９】このときの温度ＴＡ′，ＴＢ′，ＴＣ′に
応じた各特性をもったセンサ信号の温度補正された処理
結果として、図１７に示すように、非対数応答領域の特
性が同一になるように補正されたセンサ出力が得られ
る。
応じた各特性をもったセンサ信号の温度補正された処理
結果として、図１７に示すように、非対数応答領域の特
性が同一になるように補正されたセンサ出力が得られ
る。
【００４０】図１０および図１４にそれぞれ示す演算処
理のフローとしては、イメージセンサ１から出力するセ
ンサ信号の特性に応じて単独または組合せによって適用
されることになる。
理のフローとしては、イメージセンサ１から出力するセ
ンサ信号の特性に応じて単独または組合せによって適用
されることになる。
【００４１】
【発明の効果】以上、本発明によるイメージセンサの出
力補正装置にあっては、画素単位に用いられるＭＯＳ型
の光センサ回路の出力側に基準抵抗を介してバイアス電
圧を印加してセンサ信号を読み出すようにしたうえで、
温度センサによるイメージセンサの検出温度に応じてそ
のバイアス電圧の値を可変に調整する手段を設けて、そ
のバイアス電圧を調整することによってセンサ信号の温
度による変化分のオフセット補正を行わせるようにした
もので、何ら補正回路を用いた演算処理によることな
く、イメージセンサから出力されるセンサ信号の温度補
正を行わせることができるという利点を有している。
力補正装置にあっては、画素単位に用いられるＭＯＳ型
の光センサ回路の出力側に基準抵抗を介してバイアス電
圧を印加してセンサ信号を読み出すようにしたうえで、
温度センサによるイメージセンサの検出温度に応じてそ
のバイアス電圧の値を可変に調整する手段を設けて、そ
のバイアス電圧を調整することによってセンサ信号の温
度による変化分のオフセット補正を行わせるようにした
もので、何ら補正回路を用いた演算処理によることな
く、イメージセンサから出力されるセンサ信号の温度補
正を行わせることができるという利点を有している。
【００４２】また、本発明によれば、温度によって出力
特性が変化するセンサ信号の温度補正をデジタル処理に
よって行わせるに際して、先にイメージセンサの検出温
度に応じてそのバイアス電圧の値を可変に調整すること
によってセンサ信号の温度補正を行わせたうえで、その
補正によって温度による変動が抑制されたセンサ信号を
ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換させて、先のバ
イアス電圧の調整によっては補正できない非直線的な部
分の温度補正をデジタル演算処理によって行わせるよう
にしているため、イメージセンサから出力するセンサ信
号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器の入力レンジを
狭く設定して入力レンジを充分に活用できるとともに、
高精度な温度補正を行わせることができるという利点を
有している。
特性が変化するセンサ信号の温度補正をデジタル処理に
よって行わせるに際して、先にイメージセンサの検出温
度に応じてそのバイアス電圧の値を可変に調整すること
によってセンサ信号の温度補正を行わせたうえで、その
補正によって温度による変動が抑制されたセンサ信号を
ＡＤ変換器によってデジタル信号に変換させて、先のバ
イアス電圧の調整によっては補正できない非直線的な部
分の温度補正をデジタル演算処理によって行わせるよう
にしているため、イメージセンサから出力するセンサ信
号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器の入力レンジを
狭く設定して入力レンジを充分に活用できるとともに、
高精度な温度補正を行わせることができるという利点を
有している。
【図１】イメージセンサの画素単位となる光センサ回略
の構成例を示す電気回路図である。
の構成例を示す電気回路図である。
【図２】その光センサ回路におけるフォトダイオードに
流れるセンサ電流（Ｌｏｇ）に対するセンサ出力の変化
状態を示す特性図である。
流れるセンサ電流（Ｌｏｇ）に対するセンサ出力の変化
状態を示す特性図である。
【図３】イメージセンサから出力されるセンサ信号の温
度による変化状態を示す特性図である。
度による変化状態を示す特性図である。
【図４】光センサ回路における出力用のバイアス電圧を
パラメータにとったときのフォトダイオードの端子電圧
に対するセンサ出力の特性図である。
パラメータにとったときのフォトダイオードの端子電圧
に対するセンサ出力の特性図である。
【図５】本発明によるイメージセンサの出力補正装置の
一実施例を示すブロック構成図である。
一実施例を示すブロック構成図である。
【図６】イメージセンサから出力されるセンサ信号の温
度による変化状態を示す特性図である。
度による変化状態を示す特性図である。
【図７】本発明によるイメージセンサの出力補正装置に
おけるデジタル演算処理によってオフセット補正された
ときのセンサ信号の温度に対する変化状態を示す特性図
である。
おけるデジタル演算処理によってオフセット補正された
ときのセンサ信号の温度に対する変化状態を示す特性図
である。
【図８】本発明によるイメージセンサの出力補正装置に
おける他の実施例を示すブロック構成図である。
おける他の実施例を示すブロック構成図である。
【図９】本発明によるイメージセンサの出力補正装置に
おけるデジタル演算処理によってオフセット補正および
ゲイン補正がなされたときのセンサ信号の温度に対する
変化状態を示す特性図である。
おけるデジタル演算処理によってオフセット補正および
ゲイン補正がなされたときのセンサ信号の温度に対する
変化状態を示す特性図である。
【図１０】センサ出力が対数応答領域において温度によ
って変化する場合のデジタル温度補正回路における演算
処理のフローを示す図である。
って変化する場合のデジタル温度補正回路における演算
処理のフローを示す図である。
【図１１】光センサ回路におけるセンサ出力が温度Ｔ
Ａ，ＴＢ，ＴＣによって変化する状態を示す特性図であ
る。
Ａ，ＴＢ，ＴＣによって変化する状態を示す特性図であ
る。
【図１２】温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じた特性の各セン
サ出力をオフセット補正した結果を示す特性図である。
サ出力をオフセット補正した結果を示す特性図である。
【図１３】温度ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じた特性の各セン
サ出力をオフセット補正およびゲイン調整の乗算補正し
た結果を示す特性図である。
サ出力をオフセット補正およびゲイン調整の乗算補正し
た結果を示す特性図である。
【図１４】センサ出力が非対数応答領域において温度に
よって変化する場合のデジタル温度補正回路における演
算処理のフローを示す図である。
よって変化する場合のデジタル温度補正回路における演
算処理のフローを示す図である。
【図１５】光センサ回路におけるセンサ出力が温度Ｔ
Ａ′，ＴＢ′，ＴＣ′によって変化する状態を示す特性
図である。
Ａ′，ＴＢ′，ＴＣ′によって変化する状態を示す特性
図である。
【図１６】温度ＴＡ′，ＴＢ′，ＴＣ′応じた各センサ
出力をオフセット補正した結果を示す特性図である。
出力をオフセット補正した結果を示す特性図である。
【図１７】温度ＴＡ′，ＴＢ′，ＴＣ′に応じた各セン
サ出力をオフセット補正およびゲイン調整の乗算補正し
た結果を示す特性図である。
サ出力をオフセット補正およびゲイン調整の乗算補正し
た結果を示す特性図である。
【図１８】従来のイメージセンサの出力補正装置を示す
ブロック構成図である。
ブロック構成図である。
１ イメージセンサ ２ 温度センサ ３ 可変電源装置 ＩＣＯＮ コントローラ ＩＡＤＣ ＡＤ変換器 ＴＡＤＣ ＡＤ変換器 ＬＵＴ ルックアップテーブル ＤＣＡＬ デジタル温度補正回路 ＯＦＳＣＡＬ オフセット補正演算部 ＭＬＴＣＡＬ ゲイン補正演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 次郎 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AA02 AA10 AB01 BA14 CA02 DD09 DD12 FA06 FA42 5C024 CX31 GX06 GY31 HX02
Claims (6)
- 【請求項１】 画素単位に用いられるＭＯＳ型の光セン
サ回路の出力側に基準抵抗を介してバイアス電圧を印加
してセンサ信号を読み出すようにしたイメージセンサに
あって、温度センサによってイメージセンサの温度を検
出して、その検出温度に応じて前記バイアス電圧の値を
可変に調整する手段を設けるようにしたイメージセンサ
の出力補正装置。 - 【請求項２】 イメージセンサから読み出されるセンサ
信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、温度セン
サによる温度検出信号をデジタル信号に変換するＡＤ変
換器と、予め温度に応じた補正値がテーブル設定されて
おり、ＡＤ変換された温度信号に応じた所定の補正値を
読み出すメモリと、その読み出された補正値を用いて、
デジタル演算処理によってＡＤ変換されたセンサ信号の
温度補正を行うデジタル温度補正回路とを設けたことを
特徴とする請求項１の記載によるイメージセンサの出力
補正装置。 - 【請求項３】 メモリから読み出される補正値が温度に
応じたオフセット補正値であり、そのオフセット補正値
を用いてイメージセンサから読み出されるセンサ信号の
オフセット補正を行うようにしたことを特徴とする請求
項２の記載によるイメージセンサの出力補正装置。 - 【請求項４】 メモリから読み出される補正値が温度に
応じたゲイン補正用の乗数であり、そのゲイン補正用の
乗数を用いてイメージセンサから読み出されるセンサ信
号のゲイン補正を行わせるようにしたことを特徴とする
請求項２の記載によるイメージセンサの出力補正装置。 - 【請求項５】 メモリから読み出される補正値が温度に
応じたオフセット補正値およびゲイン補正用の乗数であ
り、そのオフセット補正値を用いてイメージセンサから
読み出されるセンサ信号のオフセット補正を行ったの
ち、ゲイン補正用の乗数を用いてそのオフセット補正さ
れたセンサ信号のゲイン補正を行わせるようにしたこと
を特徴とする請求項２の記載によるイメージセンサの出
力補正装置。 - 【請求項６】 光センサ回路が、光信号を電気信号に変
換するためのフォトダイオードと、そのフォトダイオー
ドに流れる電流を対数的な電圧変化に変換するための第
１のトランジスタと、その変換された電圧信号を増幅す
るための第２のトランジスタと、画素を選択するための
第３のトランジスタとからなり、第１のトランジスタの
ドレイン電圧を所定時間だけ定常より低い電圧に切り換
えることにより残像を抑制する機能を有することを特徴
とする請求項１の記載によるイメージセンサの出力補正
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363441A JP2002314887A (ja) | 2001-02-08 | 2001-10-24 | イメージセンサの出力補正装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-75034 | 2001-02-08 | ||
| JP2001075034 | 2001-02-08 | ||
| JP2001363441A JP2002314887A (ja) | 2001-02-08 | 2001-10-24 | イメージセンサの出力補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002314887A true JP2002314887A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=26611387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001363441A Pending JP2002314887A (ja) | 2001-02-08 | 2001-10-24 | イメージセンサの出力補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002314887A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006098374A1 (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Omron Corporation | 撮像装置、信号処理装置及び信号処理方法 |
| JP2007074488A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Konica Minolta Holdings Inc | 撮像装置 |
| US7420599B2 (en) | 2001-04-03 | 2008-09-02 | Institut Für Mikroelektronik Stuttgart | Method and device for the FPN correction of image signals |
| JP2011182464A (ja) * | 2011-06-06 | 2011-09-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 撮像装置 |
| WO2017183260A1 (ja) | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 三菱電機株式会社 | 赤外線撮像素子及び赤外線カメラ |
-
2001
- 2001-10-24 JP JP2001363441A patent/JP2002314887A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7420599B2 (en) | 2001-04-03 | 2008-09-02 | Institut Für Mikroelektronik Stuttgart | Method and device for the FPN correction of image signals |
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| JP2011182464A (ja) * | 2011-06-06 | 2011-09-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 撮像装置 |
| WO2017183260A1 (ja) | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 三菱電機株式会社 | 赤外線撮像素子及び赤外線カメラ |
| JPWO2017183260A1 (ja) * | 2016-04-19 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | 赤外線撮像素子及び赤外線カメラ |
| CN109073458A (zh) * | 2016-04-19 | 2018-12-21 | 三菱电机株式会社 | 红外线拍摄元件以及红外线照相机 |
| US10848689B2 (en) | 2016-04-19 | 2020-11-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Infrared imaging element detecting temperature change, and infrared camera using the same element |
| CN109073458B (zh) * | 2016-04-19 | 2021-01-22 | 三菱电机株式会社 | 红外线拍摄元件以及红外线照相机 |
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