JP2004088306A - 固体撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得る固体撮像装置を提供する。
【解決手段】遮光部21と撮像エリア22に分割された固体撮像素子2に撮像光を照射して撮像画像を得る際に、予め固体撮像素子2全体の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段5と、遮光部21から出力されるデータ平均値を出力する遮光部アベレージング手段4と、撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記基準暗時データを補正する補正値を出力する補正手段7、8、9、10と、撮像エリア22から出力された前記撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段11と、からなる。
【選択図】 図1
【解決手段】遮光部21と撮像エリア22に分割された固体撮像素子2に撮像光を照射して撮像画像を得る際に、予め固体撮像素子2全体の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段5と、遮光部21から出力されるデータ平均値を出力する遮光部アベレージング手段4と、撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記基準暗時データを補正する補正値を出力する補正手段7、8、9、10と、撮像エリア22から出力された前記撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段11と、からなる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子を用いた固体撮像装置に係わり、暗電流の影響を低減した固体撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来の固体撮像素子を示す概略平面図である。
図4は、従来の第1の固体撮像装置を示すブロック図である。
図5は、従来の第2の固体撮像装置を示すブロック図である。
図3に示すように、従来の固体撮像素子2は、画素が水平画素数N×垂直ライン数Lのマトリクス状に配置されてなり、上端部からMライン幅で撮像光が画素に照射されないように施された遮光部データが読み出されるオプティカルブラック(以下、OBという)ライン部21及びこのOBライン部21に連続して(L−M)ライン幅で画素に撮像光を照射したときの被写体撮像データが読み出される撮像エリア22とからなる。OBライン部21から読み出される遮光部データは、暗電流データであり、黒の基準値として用いられ、固体撮像素子2の安定動作に用いられるものである。
【0003】
次に、従来の第1の固体撮像装置の構成について図4を用いて説明する。
図3と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図4に示すように、従来の第1の固体撮像装置14は、固体撮像素子2と、この固体撮像素子2から読み出されるOBライン部21の遮光部データ及び撮像エリア22の被写体撮像データをディジタル変換するA/Dコンバータ3と、A/Dコンバータ3から出力されるディジタル変換されたOBライン部21の遮光部データを平均化処理し、その平均値データ(以下、遮光部データ平均値という)を出力する遮光部アベレージング回路4と、A/Dコンバータ3から出力されるディジタル化された被写体撮像データ(以下、映像ディジタルデータという)と遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データ平均値の差分をとって撮像画像を出力する減算器11と、からなる。
【0004】
次に、その動作について説明する。
被写体撮像光を固体撮像素子2に入射させて、この固体撮像素子2からOBライン部21及び撮像エリア22にそれぞれ対応した遮光部データ及び被写体撮像データを撮像信号として出力する。
次に、A/Dコンバータ3で遮光部データ及び被写体撮像データをディジタル変換する。遮光部アベレージング回路4でディジタル変換された遮光部データを平均化処理し、遮光部データ平均値を出力する。更に、減算器11でA/Dコンバータから出力される映像ディジタルデータと遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データ平均値の差分をとり、黒レベルの安定した画像を得る。
【0005】
この際、撮像面積の大きな固体撮像素子2を用いた場合には、固体撮像素子2上の場所によって温度分布が異なったり、固体撮像素子2を構成する各画素による暗電流のバラツキによって発生する固定パターンノイズを生じるため、2次元的なムラやざらつきが発生し、画質を悪化させることがあった。
これを解決する方法として、図5に示す従来の第2の固体撮像装置15が考えられた。図5においては、従来の第1の固体撮像装置と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図5に示す第2の固体撮像装置15は、第1の固体撮像装置14において、遮光部アベレージング回路4の代りにフレームメモリ5を用いたものであり、それ以外は同様である。
第2の固体撮像装置15は、予めフレームメモリ5に固体撮像素子2全体を遮光して取得した1フレーム分の各画素に対応した撮像前暗電流データを格納させておき、被写体撮像時に、この撮像前暗電流データを読み出して映像ディジタルデータと撮像前暗電流データとの差をとることにより黒レベルの安定した画像を得るようにして動作する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固体撮像素子2の周囲温度により、固体撮像素子2の暗電流が変化して、撮像中の暗電流データが予めフレームメモリ5に格納された撮像前暗電流データと異なってしまう。この対策として、所定間隔で動作中随時、撮像前暗電流データを取得しなおすことも考えられた。しかし、被写体が動いている場合の撮像では、被写体撮像データと撮像前暗電流データの差を求めて画像出力する際、撮像前暗電流データを取得しなおしている間に被写体撮像データは動いているので、画像の欠落を生じるといった問題が発生する。
【0007】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得る固体撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マトリクス状に画素が複数配置され、遮光部と撮像エリアに分割された固体撮像素子に被写体撮像光を照射して、前記撮像エリアから出力された被写体撮像データと前記固体撮像素子全体の基準暗時データとの差をとって撮像画像を得る固体撮像装置において、予め前記固体撮像素子の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段と、前記記憶手段に並列接続され、前記遮光部から出力される遮光部データの平均値を出力する遮光部アベレージング手段と、撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記記憶手段から出力される前記基準暗時データを補正した補正値を出力する補正手段と、前記撮像エリアから出力された前記被写体撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段と、からなることを特徴とする固体撮像装置を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における固体撮像装置について図1及び図2を用いて説明する。従来例と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態における固体撮像装置を示す概略ブロック図である。
図2は、係数発生器の説明をするための図である。
【0010】
図1に示すように、本発明の実施形態の固体撮像装置1は、マトリクス状に画素が複数配置され、OBライン部21と撮像エリア22に分割された固体撮像素子2と、このOBライン部21及び撮像エリア22から読み出される遮光部データ(即ち、暗電流データ)及び被写体撮像データをディジタル変換するA/Dコンバータ3と、A/Dコンバータ3から出力されるディジタル変換されたOBライン部21の遮光部データを平均化処理し、その遮光部データ平均値を出力する遮光部アベレージング回路4と、遮光部アベレージング回路4に並列接続され、予め固体撮像素子2の1フレーム分の各画素に対応した撮像前暗電流データ(以下、基準暗時データという)が格納されたフレームメモリ5と、遮光部アベレージング回路4から出力された遮光部データ平均値を格納するデータメモリ6と、互いに並列接続され、遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第1補正係数を出力する第1係数発生器7及び第2補正係数を出力する第2係数発生器8と、フレームメモリ5から出力される基準暗電流データに第1係数発生器7から出力される第1補正係数データを乗算する乗算器9と、乗算器9から出力された乗算値に第2係数発生器8から出力される第2補正係数データを加算する加算器10と、A/Dコンバータ3から出力される映像ディジタルデータと加算器10から出力される加算値の差分をとり撮像画像を出力する減算器11と、からなる。
前記した第1及び第2補正係数は、撮像中に固定撮像素子2の周囲温度変化に伴い変化する暗電流データに基づいて基準暗時データを補正する係数である。
【0011】
更に、減算器11から出力される撮像画像のムラ量を検出するムラ量検出装置12と、データメモリ6の制御、ムラ量検出装置12の制御及び固体撮像素子2の温度制御を行い、かつ第1及び第2係数発生器7、8に遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第1及び第2補正係数を格納させる制御・演算装置13と、からなる。なお、第1係数発生器7、第2係数発生器8、乗算器9及び加算器10で、撮像中に固体撮像素子2の周囲温度による暗電流データに基づいて基準暗時データを補正する演算を行っている。
ここで、ムラ量とは、固体撮像素子2に一定の光を照射した時、固体撮像素子2から出力される平均出力値に対する各画素からの出力値のバラツキ量をいう。
【0012】
第1及び第2係数発生器7、8は、図2に示す構成を有している。
第1及び第2係数発生器7、8は、いわゆるルックアップテーブル(以下、LUTと略す。)で構成され、制御・演算装置13により遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データの平均値で指定されたアドレス位置に第1及び第2補正係数が格納され、この第1及び第2補正係数が撮像時には常時、遮光部データの平均値の変化に応じて随時読み出されるように構成されている。
【0013】
第1及び第2係数発生器7、8の補正係数は、以下のように決定される。
制御・演算装置13により、固体撮像素子2の周囲温度を基準温度T0にする。この後、A/Dコンバータ3を介して固体撮像素子2における一画面分の基準暗時データBK0をフレームメモリ5に格納すると同時に、A/Dコンバータ3を介して固体撮像素子2のOBライン部21の遮光部データの平均値を遮光部アベレージング回路4で算出し、この平均値BAOをデータメモリ6に格納する。
【0014】
次に、制御・演算装置13により、データメモリ6から平均値BAOを読み出し、この平均値BAOに基づいて指定されたアドレス位置に第1補正係数CMOを第1係数発生器7に、第2補正係数CAOを第2係数発生器8に格納する。この場合、CMO=1、CAO=0であり、減算器11から出力される撮像画像をムラ量検出装置12により検出したムラ量は、最小に抑えられる。
【0015】
次に、制御・演算装置13により、固体撮像素子2の周囲温度をT1にする。この後、A/Dコンバータ3を介して固体撮像素子2のOBライン部21の遮光部データの平均値を遮光部アベレージング回路4で算出し、この平均値BA1をデータメモリ6に格納する。この際、フレームメモリ5に格納されている基準暗時データBK0は、そのままで書き換えを行わない。
【0016】
次に、制御・演算装置13により、データメモリ6から平均値BA1を読み出し、この平均値BA1に基づいて指定されたアドレス位置に第1補正係数CM1を第1係数発生器7に、第2補正係数CA1を第2係数発生器8に格納する。この場合、CM1、CA1は、減算器11から出力される撮像画像のムラ量が最小になるようにした値である。
【0017】
この後、固体撮像素子2の周囲温度をT2、T3、…、TNと変化させて、同様の操作を繰り返して、撮像画像のムラ量が最小となる各周囲温度での第1及び第2補正係数を決定し、第1及び第2係数発生器7、8に格納する。
以上のようにして、通常撮像時、遮光部データの平均値を検出するだけで、固体撮像素子2の周囲温度が変化しても撮像画像のムラ量が最小となる第1及び第2補正係数を第1及び第2係数発生器7、8から出力することができる。
【0018】
なお、固体撮像素子2の周囲温度を細かにして、上記データを取得するのも良いが、作業が大変であるので、代表的な周囲温度の場合だけを測定し、その間のデータは補完によって求めても良い。
上記データの取得は、固体撮像装置1の動作に先だって行われるものであり、通常動作時に行う必要はない。
【0019】
次に、固体撮像装置1の動作について説明する。
予め、周囲温度が変化した時の撮像画像のムラ量を最小にする第1及び第2補正係数は、第1及び第2係数発生器7、8に格納されているとする。
被写体撮像光を固体撮像素子2に入射させて、この固体撮像素子2から遮光部データ及び被写体撮像データを出力する。
次に、A/Dコンバータ3で遮光部データ及び被写体撮像データをディジタル変換して減算器11、フレームメモリ5及び遮光部アベレージング回路4に出力する。
遮光部アベレージング回路4では、ディジタル変換された遮光部データを平均化処理してその平均値を第1及び第2係数発生器7、8に出力する。
【0020】
フレームメモリ5では、A/Dコンバータ3から出力された固体撮像素子2の1フレーム分の基準暗時データを乗算器9に出力する。第1係数発生器7では、遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第1補正係数を乗算器9に出力する。第2係数発生器8では、遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第2補正係数を加算器10に出力する。乗算器9では、フレームメモリ5から出力された基準暗時データに第1係数発生器7から出力された第1補正係数を乗算した乗算値を出力する。
【0021】
加算器10では、乗算器9から出力された乗算値に第2係数発生器8から出力された第2補正係数を加算した加算値を出力する。
更に、減算器11では、A/Dコンバータ3から出力された被写体撮像データと加算器10から出力された加算値との差分をとり、その差分値を出力する。こうして、ムラ量が最小となった撮像画像が得られる。
【0022】
以上のように、本発明の実施形態によれば、固体撮像素子2のムラ量が最小となるように調整する第1及び第2補正係数を格納する第1係数発生器7、第2係数発生器8、乗算器9及び加算器10を有しているので、固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、マトリクス状に画素が複数配置され、遮光部と撮像エリアに分割された固体撮像素子に被写体撮像光を照射して、前記撮像エリアから出力された被写体撮像データと前記固体撮像素子全体の基準暗時データとの差をとって撮像画像を得る固体撮像装置において、予め前記固体撮像素子の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段と、前記記憶手段に並列接続され、前記遮光部から出力される遮光部データの平均値を出力する遮光部アベレージング手段と、撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記記憶手段から出力される前記基準暗時データを補正した補正値を出力する補正手段と、前記撮像エリアから出力された前記被写体撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段と、からなるので、固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における固体撮像装置を示す概略ブロック図である。
【図2】係数発生器の説明をするための図である。
【図3】従来の固体撮像素子を示す概略平面図である。
【図4】従来の第1の固体撮像装置を示すブロック図である。
【図5】従来の第2の固体撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…固体撮像装置、2…固体撮像素子、21…OBライン部(遮光部)、22…撮像エリア、3…A/Dコンバータ、4…遮光部アベレージング回路(遮光部アベレージング手段)、5…フレームメモリ(記憶手段)、6…データメモリ、7…第1係数発生器(補正手段)、8…第2係数発生器(補正手段)、9…乗算器(補正手段)、10…加算器(補正手段)、11…減算器(出力手段)、12…ムラ量検出装置、13…制御・演算装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子を用いた固体撮像装置に係わり、暗電流の影響を低減した固体撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は、従来の固体撮像素子を示す概略平面図である。
図4は、従来の第1の固体撮像装置を示すブロック図である。
図5は、従来の第2の固体撮像装置を示すブロック図である。
図3に示すように、従来の固体撮像素子2は、画素が水平画素数N×垂直ライン数Lのマトリクス状に配置されてなり、上端部からMライン幅で撮像光が画素に照射されないように施された遮光部データが読み出されるオプティカルブラック(以下、OBという)ライン部21及びこのOBライン部21に連続して(L−M)ライン幅で画素に撮像光を照射したときの被写体撮像データが読み出される撮像エリア22とからなる。OBライン部21から読み出される遮光部データは、暗電流データであり、黒の基準値として用いられ、固体撮像素子2の安定動作に用いられるものである。
【0003】
次に、従来の第1の固体撮像装置の構成について図4を用いて説明する。
図3と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図4に示すように、従来の第1の固体撮像装置14は、固体撮像素子2と、この固体撮像素子2から読み出されるOBライン部21の遮光部データ及び撮像エリア22の被写体撮像データをディジタル変換するA/Dコンバータ3と、A/Dコンバータ3から出力されるディジタル変換されたOBライン部21の遮光部データを平均化処理し、その平均値データ(以下、遮光部データ平均値という)を出力する遮光部アベレージング回路4と、A/Dコンバータ3から出力されるディジタル化された被写体撮像データ(以下、映像ディジタルデータという)と遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データ平均値の差分をとって撮像画像を出力する減算器11と、からなる。
【0004】
次に、その動作について説明する。
被写体撮像光を固体撮像素子2に入射させて、この固体撮像素子2からOBライン部21及び撮像エリア22にそれぞれ対応した遮光部データ及び被写体撮像データを撮像信号として出力する。
次に、A/Dコンバータ3で遮光部データ及び被写体撮像データをディジタル変換する。遮光部アベレージング回路4でディジタル変換された遮光部データを平均化処理し、遮光部データ平均値を出力する。更に、減算器11でA/Dコンバータから出力される映像ディジタルデータと遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データ平均値の差分をとり、黒レベルの安定した画像を得る。
【0005】
この際、撮像面積の大きな固体撮像素子2を用いた場合には、固体撮像素子2上の場所によって温度分布が異なったり、固体撮像素子2を構成する各画素による暗電流のバラツキによって発生する固定パターンノイズを生じるため、2次元的なムラやざらつきが発生し、画質を悪化させることがあった。
これを解決する方法として、図5に示す従来の第2の固体撮像装置15が考えられた。図5においては、従来の第1の固体撮像装置と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図5に示す第2の固体撮像装置15は、第1の固体撮像装置14において、遮光部アベレージング回路4の代りにフレームメモリ5を用いたものであり、それ以外は同様である。
第2の固体撮像装置15は、予めフレームメモリ5に固体撮像素子2全体を遮光して取得した1フレーム分の各画素に対応した撮像前暗電流データを格納させておき、被写体撮像時に、この撮像前暗電流データを読み出して映像ディジタルデータと撮像前暗電流データとの差をとることにより黒レベルの安定した画像を得るようにして動作する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固体撮像素子2の周囲温度により、固体撮像素子2の暗電流が変化して、撮像中の暗電流データが予めフレームメモリ5に格納された撮像前暗電流データと異なってしまう。この対策として、所定間隔で動作中随時、撮像前暗電流データを取得しなおすことも考えられた。しかし、被写体が動いている場合の撮像では、被写体撮像データと撮像前暗電流データの差を求めて画像出力する際、撮像前暗電流データを取得しなおしている間に被写体撮像データは動いているので、画像の欠落を生じるといった問題が発生する。
【0007】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得る固体撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マトリクス状に画素が複数配置され、遮光部と撮像エリアに分割された固体撮像素子に被写体撮像光を照射して、前記撮像エリアから出力された被写体撮像データと前記固体撮像素子全体の基準暗時データとの差をとって撮像画像を得る固体撮像装置において、予め前記固体撮像素子の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段と、前記記憶手段に並列接続され、前記遮光部から出力される遮光部データの平均値を出力する遮光部アベレージング手段と、撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記記憶手段から出力される前記基準暗時データを補正した補正値を出力する補正手段と、前記撮像エリアから出力された前記被写体撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段と、からなることを特徴とする固体撮像装置を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における固体撮像装置について図1及び図2を用いて説明する。従来例と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態における固体撮像装置を示す概略ブロック図である。
図2は、係数発生器の説明をするための図である。
【0010】
図1に示すように、本発明の実施形態の固体撮像装置1は、マトリクス状に画素が複数配置され、OBライン部21と撮像エリア22に分割された固体撮像素子2と、このOBライン部21及び撮像エリア22から読み出される遮光部データ(即ち、暗電流データ)及び被写体撮像データをディジタル変換するA/Dコンバータ3と、A/Dコンバータ3から出力されるディジタル変換されたOBライン部21の遮光部データを平均化処理し、その遮光部データ平均値を出力する遮光部アベレージング回路4と、遮光部アベレージング回路4に並列接続され、予め固体撮像素子2の1フレーム分の各画素に対応した撮像前暗電流データ(以下、基準暗時データという)が格納されたフレームメモリ5と、遮光部アベレージング回路4から出力された遮光部データ平均値を格納するデータメモリ6と、互いに並列接続され、遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第1補正係数を出力する第1係数発生器7及び第2補正係数を出力する第2係数発生器8と、フレームメモリ5から出力される基準暗電流データに第1係数発生器7から出力される第1補正係数データを乗算する乗算器9と、乗算器9から出力された乗算値に第2係数発生器8から出力される第2補正係数データを加算する加算器10と、A/Dコンバータ3から出力される映像ディジタルデータと加算器10から出力される加算値の差分をとり撮像画像を出力する減算器11と、からなる。
前記した第1及び第2補正係数は、撮像中に固定撮像素子2の周囲温度変化に伴い変化する暗電流データに基づいて基準暗時データを補正する係数である。
【0011】
更に、減算器11から出力される撮像画像のムラ量を検出するムラ量検出装置12と、データメモリ6の制御、ムラ量検出装置12の制御及び固体撮像素子2の温度制御を行い、かつ第1及び第2係数発生器7、8に遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第1及び第2補正係数を格納させる制御・演算装置13と、からなる。なお、第1係数発生器7、第2係数発生器8、乗算器9及び加算器10で、撮像中に固体撮像素子2の周囲温度による暗電流データに基づいて基準暗時データを補正する演算を行っている。
ここで、ムラ量とは、固体撮像素子2に一定の光を照射した時、固体撮像素子2から出力される平均出力値に対する各画素からの出力値のバラツキ量をいう。
【0012】
第1及び第2係数発生器7、8は、図2に示す構成を有している。
第1及び第2係数発生器7、8は、いわゆるルックアップテーブル(以下、LUTと略す。)で構成され、制御・演算装置13により遮光部アベレージング回路4から出力される遮光部データの平均値で指定されたアドレス位置に第1及び第2補正係数が格納され、この第1及び第2補正係数が撮像時には常時、遮光部データの平均値の変化に応じて随時読み出されるように構成されている。
【0013】
第1及び第2係数発生器7、8の補正係数は、以下のように決定される。
制御・演算装置13により、固体撮像素子2の周囲温度を基準温度T0にする。この後、A/Dコンバータ3を介して固体撮像素子2における一画面分の基準暗時データBK0をフレームメモリ5に格納すると同時に、A/Dコンバータ3を介して固体撮像素子2のOBライン部21の遮光部データの平均値を遮光部アベレージング回路4で算出し、この平均値BAOをデータメモリ6に格納する。
【0014】
次に、制御・演算装置13により、データメモリ6から平均値BAOを読み出し、この平均値BAOに基づいて指定されたアドレス位置に第1補正係数CMOを第1係数発生器7に、第2補正係数CAOを第2係数発生器8に格納する。この場合、CMO=1、CAO=0であり、減算器11から出力される撮像画像をムラ量検出装置12により検出したムラ量は、最小に抑えられる。
【0015】
次に、制御・演算装置13により、固体撮像素子2の周囲温度をT1にする。この後、A/Dコンバータ3を介して固体撮像素子2のOBライン部21の遮光部データの平均値を遮光部アベレージング回路4で算出し、この平均値BA1をデータメモリ6に格納する。この際、フレームメモリ5に格納されている基準暗時データBK0は、そのままで書き換えを行わない。
【0016】
次に、制御・演算装置13により、データメモリ6から平均値BA1を読み出し、この平均値BA1に基づいて指定されたアドレス位置に第1補正係数CM1を第1係数発生器7に、第2補正係数CA1を第2係数発生器8に格納する。この場合、CM1、CA1は、減算器11から出力される撮像画像のムラ量が最小になるようにした値である。
【0017】
この後、固体撮像素子2の周囲温度をT2、T3、…、TNと変化させて、同様の操作を繰り返して、撮像画像のムラ量が最小となる各周囲温度での第1及び第2補正係数を決定し、第1及び第2係数発生器7、8に格納する。
以上のようにして、通常撮像時、遮光部データの平均値を検出するだけで、固体撮像素子2の周囲温度が変化しても撮像画像のムラ量が最小となる第1及び第2補正係数を第1及び第2係数発生器7、8から出力することができる。
【0018】
なお、固体撮像素子2の周囲温度を細かにして、上記データを取得するのも良いが、作業が大変であるので、代表的な周囲温度の場合だけを測定し、その間のデータは補完によって求めても良い。
上記データの取得は、固体撮像装置1の動作に先だって行われるものであり、通常動作時に行う必要はない。
【0019】
次に、固体撮像装置1の動作について説明する。
予め、周囲温度が変化した時の撮像画像のムラ量を最小にする第1及び第2補正係数は、第1及び第2係数発生器7、8に格納されているとする。
被写体撮像光を固体撮像素子2に入射させて、この固体撮像素子2から遮光部データ及び被写体撮像データを出力する。
次に、A/Dコンバータ3で遮光部データ及び被写体撮像データをディジタル変換して減算器11、フレームメモリ5及び遮光部アベレージング回路4に出力する。
遮光部アベレージング回路4では、ディジタル変換された遮光部データを平均化処理してその平均値を第1及び第2係数発生器7、8に出力する。
【0020】
フレームメモリ5では、A/Dコンバータ3から出力された固体撮像素子2の1フレーム分の基準暗時データを乗算器9に出力する。第1係数発生器7では、遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第1補正係数を乗算器9に出力する。第2係数発生器8では、遮光部データの平均値に基づいて指定されたアドレス位置における第2補正係数を加算器10に出力する。乗算器9では、フレームメモリ5から出力された基準暗時データに第1係数発生器7から出力された第1補正係数を乗算した乗算値を出力する。
【0021】
加算器10では、乗算器9から出力された乗算値に第2係数発生器8から出力された第2補正係数を加算した加算値を出力する。
更に、減算器11では、A/Dコンバータ3から出力された被写体撮像データと加算器10から出力された加算値との差分をとり、その差分値を出力する。こうして、ムラ量が最小となった撮像画像が得られる。
【0022】
以上のように、本発明の実施形態によれば、固体撮像素子2のムラ量が最小となるように調整する第1及び第2補正係数を格納する第1係数発生器7、第2係数発生器8、乗算器9及び加算器10を有しているので、固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、マトリクス状に画素が複数配置され、遮光部と撮像エリアに分割された固体撮像素子に被写体撮像光を照射して、前記撮像エリアから出力された被写体撮像データと前記固体撮像素子全体の基準暗時データとの差をとって撮像画像を得る固体撮像装置において、予め前記固体撮像素子の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段と、前記記憶手段に並列接続され、前記遮光部から出力される遮光部データの平均値を出力する遮光部アベレージング手段と、撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記記憶手段から出力される前記基準暗時データを補正した補正値を出力する補正手段と、前記撮像エリアから出力された前記被写体撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段と、からなるので、固体撮像素子の周囲温度が変化してもムラのない安定した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における固体撮像装置を示す概略ブロック図である。
【図2】係数発生器の説明をするための図である。
【図3】従来の固体撮像素子を示す概略平面図である。
【図4】従来の第1の固体撮像装置を示すブロック図である。
【図5】従来の第2の固体撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…固体撮像装置、2…固体撮像素子、21…OBライン部(遮光部)、22…撮像エリア、3…A/Dコンバータ、4…遮光部アベレージング回路(遮光部アベレージング手段)、5…フレームメモリ(記憶手段)、6…データメモリ、7…第1係数発生器(補正手段)、8…第2係数発生器(補正手段)、9…乗算器(補正手段)、10…加算器(補正手段)、11…減算器(出力手段)、12…ムラ量検出装置、13…制御・演算装置
Claims (1)
- マトリクス状に画素が複数配置され、遮光部と撮像エリアに分割された固体撮像素子に被写体撮像光を照射して、前記撮像エリアから出力された被写体撮像データと前記固体撮像素子全体の基準暗時データとの差をとって撮像画像を得る固体撮像装置において、
予め前記固体撮像素子の1フレーム分の基準暗時データが格納された記憶手段と、
前記記憶手段に並列接続され、前記遮光部から出力される遮光部データの平均値を出力する遮光部アベレージング手段と、
撮像中の前記固体撮像素子の周囲温度変化による前記遮光部データの平均値に基づいて前記記憶手段から出力される前記基準暗時データを補正した補正値を出力する補正手段と、
前記撮像エリアから出力された前記被写体撮像データから前記補正値を差し引いて前記撮像画像を出力する出力手段と、
からなることを特徴とする固体撮像装置。
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