JP2005064760A - Detector and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子からの画像信号を複数の領域に分割して読み出す検出装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a detection apparatus that reads out an image signal from an image sensor while dividing it into a plurality of regions, and a control method therefor.
近年ディジタル信号処理技術及び半導体技術の進歩により、標準テレビ方式、例えばNTSC方式やPAL方式の動画像信号をディジタル記録する記録再生装置と撮像装置を一体化したディジタルビデオカメラが製品化されている。このようなディジタルビデオカメラでは、ディジタル記録という特徴を生かして、静止画記録機能を備えるものがある。また、コンピュータ等との接続のためにディジタルI/Fを具備し、撮影した画像をコンピュータに取り込む機能を有するものもある。さらに、複数の記録媒体を具備し、画像の使用目的に応じて記録媒体を選択できるようになっているものもある。 In recent years, with the advancement of digital signal processing technology and semiconductor technology, a digital video camera in which a recording / playback device for digitally recording a moving image signal of a standard television system, for example, an NTSC system or a PAL system, and an imaging device has been commercialized. Some digital video cameras have a still image recording function by taking advantage of the feature of digital recording. Some have a digital I / F for connection to a computer or the like, and have a function of taking a captured image into the computer. Furthermore, there are some which have a plurality of recording media and can select the recording media according to the purpose of use of the image.
上述したような装置において、記録された画像をテレビに接続して再生する場合は、その画像サイズはディジタルビデオ規格で定められるもの、例えば720×480画素でなんら問題は無いが、ディジタルI/Fを介して他のメディアに画像を転送する場合は、画質上の問題からより多くの画素数が要求される場合がある。 In the above-described apparatus, when a recorded image is reproduced by connecting to a television, the image size is determined by the digital video standard, for example, 720 × 480 pixels, but there is no problem, but the digital I / F When transferring an image to other media via the network, a larger number of pixels may be required due to image quality problems.
撮像素子の多画素化に伴い、撮像素子の全画素の情報を読み出すためにはより高い周波数で撮像素子を駆動する必要があり、S/Nの劣化や消費電力の増大を招く。
撮像素子の駆動周波数を低く抑えたまま撮像情報のデータレートを上げる方法の1つとして、撮像面を複数の領域に分割し、それぞれの領域に独立した電荷転送部、増幅器及び出力端子を持たせ、撮像信号を並列に読み出す方法がある。このような撮像素子の例を図10に示す。同図において撮像素子1400の撮像面は左右の2領域に分割されており、1401,1402はそれぞれ各領域における光電変換及び垂直転送部、1403,1404はそれぞれ各領域における水平転送部、1405,1406はそれぞれ各領域における増幅器、1407,1408はそれぞれ各領域における出力端子である。このような構造の撮像素子を用いることにより、撮像素子の駆動周波数に対して2倍のデータレートの撮像情報が得られる利点がある。
Accompanying the increase in the number of pixels of the image sensor, it is necessary to drive the image sensor at a higher frequency in order to read out information of all the pixels of the image sensor, leading to S / N degradation and increased power consumption.
As one method for increasing the data rate of imaging information while keeping the driving frequency of the imaging device low, the imaging surface is divided into a plurality of regions, and independent charge transfer units, amplifiers, and output terminals are provided in each region. There is a method of reading the imaging signals in parallel. An example of such an image sensor is shown in FIG. In the figure, the imaging surface of the
しかしながら、上述した方法の欠点として、各領域の電荷転送部もしくは増幅器の特性の不均一により、複数の領域を合成して画像を生成した場合に、領域間の信号レベル差による境界線が生じるなどの画質劣化が発生する問題があった。代表的な撮像素子であるCCDエリアセンサを例にして考えた場合、領域間の信号レベル差を発生させる要因の1つに、電荷転送部における転送効率の低下が挙げられる。CCDエリアセンサでは、垂直もしくは水平転送部において転送効率の低下が発生すると、転送方向に対して隣接する画素に信号電荷が混入し、混色や色シェーディングなどの画質劣化を引き起こす。垂直転送部の転送効率低下は列毎のレベル差となるので領域間のレベル差の要因にはなり得ないが、水平転送部の転送効率低下は領域間のレベル差の要因となる。 However, as a drawback of the above-described method, when an image is generated by combining a plurality of areas due to non-uniform characteristics of the charge transfer unit or amplifier in each area, a boundary line is generated due to a difference in signal level between the areas. There was a problem that image quality degradation occurred. When a CCD area sensor, which is a typical image sensor, is taken as an example, one of the factors that cause a difference in signal level between regions is a decrease in transfer efficiency in the charge transfer unit. In the CCD area sensor, when transfer efficiency decreases in the vertical or horizontal transfer unit, signal charges are mixed into pixels adjacent to the transfer direction, causing image quality deterioration such as color mixing and color shading. The transfer efficiency decrease of the vertical transfer unit is a level difference for each column and cannot be a factor of the level difference between the regions. However, the transfer efficiency decrease of the horizontal transfer unit is a factor of the level difference between the regions.
この問題を解決するために、例えば、特許文献1には、複数分割読み出しセンサにおいて、複数の領域間のアンバランス量を算出し、算出結果に応じて、複数の領域間の段差補正を行うことを特徴とする撮像装置が記載されている。
In order to solve this problem, for example, in
今回、実験などにより、出力ゲート部1502の転送効率が低下した場合、隣接画素への信号電荷混入量は転送段数には依存せず領域内で一定となり、画面上に一様の混色を引き起こすという問題と、上述した領域分割読出し式撮像素子の場合、これらの画質劣化が領域間で異なった量で発生するため、合成画面上に境界線が生じるという問題を発見した。
If the transfer efficiency of the
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、領域内の他画素への信号電荷混入を補償し、各領域間の画像信号のレベル差による合成画像の画像劣化を防止するための補正値を出力可能とする検出装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and compensates for signal charge mixture in other pixels in the region and prevents image degradation of the composite image due to the level difference of the image signal between the regions. It is an object of the present invention to provide a detection device that can output a value and a control method thereof.
本発明の検出装置は、複数の出力端子に対応する複数の撮像領域を有する撮像素子の前記各撮像領域からの画像信号が、前記撮像素子内で転送されているときに生じる電荷混入量を検出する電荷混入量検出手段と、前記各撮像領域からの画像信号に含まれる電荷混入成分を補正するための、前記複数の出力端子に各々対応した補正値を前記電荷混入量検出手段での検出結果に基づいて演算する演算手段とを有する。 The detection device of the present invention detects a charge mixing amount generated when an image signal from each imaging region of an imaging device having a plurality of imaging regions corresponding to a plurality of output terminals is transferred within the imaging device. Detection result by the charge mixing amount detection means, and correction values respectively corresponding to the plurality of output terminals for correcting charge mixing components included in the image signals from the respective imaging regions. And calculating means for calculating based on the above.
本発明の検出装置の制御方法は、複数の出力端子に対応する複数の撮像領域を有する撮像素子の前記各撮像領域から画像信号を転送するときに生じる電荷混入量を検出する電荷混入量検出ステップと、転送された画像信号に含まれる電荷混入成分を補正するための補正値を前記電荷混入量検出ステップでの検出結果に基づいて演算する演算ステップとを有する。 The control method of the detection apparatus according to the present invention includes a charge mixing amount detection step of detecting a charge mixing amount generated when an image signal is transferred from each imaging region of an imaging element having a plurality of imaging regions corresponding to a plurality of output terminals. And a calculation step of calculating a correction value for correcting the charge mixing component included in the transferred image signal based on the detection result in the charge mixing amount detection step.
本発明によれば、撮像素子からの画像信号を複数の領域に分割して読み出すときに各領域内において発生する隣接画素への信号電荷混入量を検出することが可能となる。このため、各領域間の画像信号のレベル差による混色や色シェーディング、合成した画像に各領域間の境界線が生じるといった画質劣化を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to detect the amount of signal charge mixed into adjacent pixels generated in each area when the image signal from the image sensor is divided into a plurality of areas and read. For this reason, it is possible to prevent image quality deterioration such as color mixing or color shading due to a difference in level of an image signal between regions, or a boundary line between regions in a synthesized image.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態における検出装置を搭載した撮像装置のブロック構成図である。
同図において、レンズ101を通過した画像は、撮像素子103上に結像する。本実施形態では、撮像素子としてCCDエリアセンサを適用する。CCDエリアセンサ103上に結像した画像信号は電気信号に変換された後、CCDエリアセンサ103の撮像面を2分割した左右の領域毎に読み出され、左半分の領域における出力信号がバッファ105Aへ、右半分の領域における出力信号がバッファ105Bへ出力される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block configuration diagram of an imaging apparatus equipped with a detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, the image that has passed through the
図2は、CCDエリアセンサ103の具体例を示す概略図である。
CCDエリアセンサ103の撮像面は、左半分の領域201Aと右半分の領域201Bとに区分されている。ここで、各領域201A,201Bには、画像信号を生成する画素を複数含む撮像領域ダミーデータが配設されている。また、CCDエリアセンサ103の撮像面の両端にはそれぞれオプティカルブラック部203A,203Bが配設されている。各領域201A,201Bから順次垂直転送されてきた画像は、各領域毎に設けされた各水平転送部205A,205Bにそれぞれ出力され、左半分の領域201Aにおける水平転送部205Aでは同図の左方向に、右半分の領域201Aにおける水平転送部205Bでは同図の右方向に水平転送された後、各領域毎に読み出しアンプ207A,207Bで電圧に変換され、それぞれ出力端子209A,209Bに出力される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a specific example of the
The imaging surface of the
図3は、CCDエリアセンサ103の画像信号の出力タイミングを示した概略図である。
図3に示す301A,301Bは、図2に示したCCDエリアセンサ103における撮像面の左半分の領域201Aと右半分の領域201Bの画像信号における1水平期間を示している。図3(a)において横軸は時間である。同じ水平期間の左右の領域における画像信号は同じ1水平期間で読み出され、また読み出しの順番としては、撮像面の外側から内側に向かって読み出されるので、まずはオプティカルブラック部203A,203Bが読み出され、続いて、両サイドに位置する画素から中心に位置する画素に向かって画像が読み出される。その後に、1水平ラインの画素の画像の読み出しが終わった後、次の1水平ラインの画像の画像の信号が水平転送部に転送されるまでの間に、水平転送パルスを与え続けることにより、ダミーデータが読み出される。ここで、このダミーデ−タの読み出しを拡大したものを図3(b)に示す。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the output timing of the image signal of the
301A and 301B shown in FIG. 3 indicate one horizontal period in the image signal of the
図3(b)に示すように、本実施形態のダミーデータ部として原色フィルタを適用した例で以下に説明する。
原色市松フィルタを用いた場合には、GBGBの色フィルタとRGRGの色フィルタとが1ラインごとに交互に貼られている。同図では、GBラインの場合の例を示しており、左半分の領域の画像信号301AとしてGBGBと順次読み出された後、ダミーデ−タがDM1A、DM2A…と読み出される。一方、また右半分の領域の画像信号301Bは右端から読み出されるので、上述の左半分の領域の画像信号301AとはGとBとの順番が逆になっており、BGBGと読み出された後、ダミーデ−タがDM1B、DM2B…と読み出される。
As shown in FIG. 3B, an example in which a primary color filter is applied as the dummy data portion of this embodiment will be described below.
When the primary color checkered filter is used, the GBGB color filter and the RGRG color filter are alternately attached to each line. In the figure, an example in the case of the GB line is shown. After sequentially reading GBGB as the
続いて、再び図1に戻って説明する。
バッファ105A,105Bからの出力信号はそれぞれCDS109A,109Bへ出力されて、このCDS109A,109Bで左右の撮像面におけるCCD出力波形にそれぞれ相関2重サンプルを施すことにより低周波ノイズを除去する。続いて、それぞれの出力信号はA/D変換手段111A,111Bでアナログ信号からディジタル信号に変換され、その出力はダミーデータ検出手段133A,133Bに転送され、検出結果が記憶手段163に記憶される。演算手段145により記憶手段163から読み出され処理が行われる。そして、補正値が電荷混入補正手段113A,113Bに出力される。
Next, returning to FIG.
Output signals from the
ここで、各領域内で一定量発生する隣接画素への信号電荷の混入は、図4に示すように1画素隣の隣接画素に電荷が混入していると考えられる。具体的には、図4(a)に示すように、画素G1Aにおける電荷混入量「G1A leak」が隣接画素である画素B1Aに混入され、さらに画素B1Aにおける電荷混入量「B1A leak」が隣接である画素G2Aに混入される。ある一定の信号レベルのシグナル(Signal)に対しては電荷混入量(Leak)も一定であると考えられるので、ダミーデータDM1Aに隣接する画素B2Aからの電荷混入量はダミーデータDM1Aの信号量を測定することによって求められる。 Here, the mixing of signal charges into adjacent pixels that occur in a certain amount within each region is considered to be due to charges being mixed into adjacent pixels adjacent to one pixel as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 4A, the charge mixing amount “G1A leak” in the pixel G1A is mixed into the adjacent pixel B1A, and the charge mixing amount “B1A leak” in the pixel B1A is adjacent. It is mixed in a certain pixel G2A. Since the charge mixing amount (Leak) is considered to be constant for a signal (Signal) of a certain signal level, the charge mixing amount from the pixel B2A adjacent to the dummy data DM1A is the signal amount of the dummy data DM1A. It is obtained by measuring.
本実施形態におけるダミーデータ検出手段133A,133Bは電荷混入量検出手段に相当し、ダミーデータ検出手段133A,133Bは、図3(b)に示したダミーデータ部の1画素目であるダミーデータDM1Aを積分する。ダミー1画素目は、各水平期間の左右のチャンネルにそれぞれ1画素存在する。そして、ダミーデータにおける積分結果は検出値として演算手段145で読み出される。また、図4(b)に示すように、入力光量が変化して画像信号の信号レベルが変化したときは、隣接画素に混入する電荷混入量も変化する。 The dummy data detection means 133A and 133B in the present embodiment correspond to charge mixing amount detection means, and the dummy data detection means 133A and 133B are dummy data DM1A which is the first pixel of the dummy data portion shown in FIG. Is integrated. One dummy first pixel exists in each of the left and right channels in each horizontal period. Then, the integration result in the dummy data is read by the calculation means 145 as a detection value. Also, as shown in FIG. 4B, when the input light quantity changes and the signal level of the image signal changes, the charge mixing amount mixed into the adjacent pixels also changes.
図5は、本実施形態における撮像装置の画像信号の信号レベル(Signal)に対するダミー1画素目への電荷混入量(Leak)を模式的に表した特性図である。実測によれば、電荷混入量(Leak)は信号レベル(Signal)に対して、初期は急峻であり、その後信号レベルがあがってくるにつれてなだらかになるような特性となっている。 FIG. 5 is a characteristic diagram schematically showing the charge mixing amount (Leak) in the first dummy pixel with respect to the signal level (Signal) of the image signal of the imaging apparatus according to the present embodiment. According to the actual measurement, the charge mixing amount (Leak) is steep at the initial stage with respect to the signal level (Signal), and thereafter becomes gentle as the signal level increases.
そこで、図6に示すような検出装置(S1〜S3)または撮像装置(S1〜S4)の制御処理を行う。図6は、第1の実施形態における検出装置(S1〜S3)または撮像装置(S1〜S4)の制御方法を示すフローチャートである。
まず、ステップS1では、露光制御手段157によりCCDエリアセンサ103の撮像面へ入力する光量の輝度を変化させる。
Therefore, control processing of the detection device (S1 to S3) or the imaging device (S1 to S4) as shown in FIG. 6 is performed. FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method of the detection device (S1 to S3) or the imaging device (S1 to S4) in the first embodiment.
First, in step S <b> 1, the
続いて、ステップS2では、各入力光量の輝度に対するダミー1画素目の電荷混入量を各ダミーデータ検出手段133A,133Bで検出し、検出結果を記憶手段163に記憶する。
Subsequently, in step S2, the dummy
続いて、ステップS3では、各ダミーデータ検出手段133A,133Bでのダミー1画素目の電荷混入量の検出結果に基づいて、撮像面の各領域における画素の出力信号に含まれる電荷混入成分を補正するための補正値を演算手段145で求める。この演算手段145によって求められる補正値は、入力光量の信号レベル毎に検出されたダミーデータの測定量そのものであってもよいが、例えば図5の特性図で示される関係であるならば線形成分と非線形成分とに分離した関数としたものであってもよい。
Subsequently, in step S3, the charge mixture component included in the output signal of the pixel in each region on the imaging surface is corrected based on the detection result of the charge mixture amount of the first dummy pixel in each dummy
なお、ステップS1〜ステップS3は、露光制御手段157・ダミーデータ検出手段133A,133B・演算手段145・記憶手段163によって構成される検出装置によってなされる。 Note that steps S1 to S3 are performed by a detection apparatus including exposure control means 157, dummy data detection means 133A, 133B, calculation means 145, and storage means 163.
続いて、ステップS4では、演算手段145により求められた補正値に基づいて電荷混入補正手段113A,113Bにより撮像面の各領域における画素の出力信号に含まれる電荷混入成分を補正する。その後、電荷混入補正手段113A,11Bの出力は、リニアリティ補正手段123A,123Bに出力され、リニアリティが補正される。このとき、リニアリティはCCDやアナログフロントエンド毎に異なるので、隣接画素間における電荷混入の補償と同様に、露光制御手段157を用いてリニアリティを計測し、当該計測結果を演算手段145に外付けした記憶手段163に記憶しておき、演算手段145により記憶手段163から読み出して処理を行って、リニアリティ補正手段123A,123Bでリニアリティを補正する。
Subsequently, in step S4, based on the correction value obtained by the
さらにその後、リニアリティ補正手段123A,123Bの出力信号は、ゲイン補正手段129A,129Bに出力される。このゲイン補正手段129A,129B(図示しない右側チャンネル用)には2つの役目がある。まず、1つ目の役目は絞りを開放にしても明るさが不足する場合に電気的にゲインアップするものであり、2つ目の役目は左右のゲインを合わせるものである。従来はアナログフロントエンドにアナログアンプがあり、マイコンから当該アナログアンプにデシベルゲインを設定することによりゲインアップを行っていたが、本実施形態で示すような分割読み出しCCDの場合には、アナログアンプによるゲインアップでは、温度や電圧、経時変化などに対してチャンネル間のゲインを保証することができないため、アナログアンプを廃止し、その代わりに、アナログフロントエンドにおけるA/D変換の精度を上げて、例えば従来の12ビットから14ビットにしておき、ディジタル的な乗算でゲインアップを実現している。
Thereafter, the output signals of the
さらにその後、ゲイン補正手段129A,129Bのそれぞれでゲイン補正された左右の画像は、合成手段147により合成されて、従来と同様の1画面信号となってカメラ信号処理手段149に出力されて、多画素CCDで得られた大きな画像をDVCディジタルビデオ規格に合わせる縮小処理、手ぶれ補正処理、γ補正、色の分離、輝度の輪郭強調などの各種処理が施された後、画像信号として出力端子151に出力される。ステップS1〜ステップS4は、図11に示したブロック構成図のように構成される撮像装置によってなされる。
After that, the left and right images whose gains have been corrected by the
なお、S1〜S3のように制御される検出装置を用いて、工場出荷前に電荷混入量を検出して演算した補正値のタイミングテーブルを生成し、例えば撮像装置に記憶させておき、撮像の際にこの補正値を使用して画像補正を行うように撮像装置を構成すれば、画質劣化のない高画質な画像を得ることができる。また、この構成では、電荷混入量の検出は、撮像時には、行わないため、処理速度を速くすることができる。さらに、検出装置の部分を撮像装置内に設ける構成(工場出荷後の撮像時には、検出装置の部分は使用しない)であってもよいし、撮像装置の内部に設けず、工場出荷時に撮像装置に接続して、電荷混入量を検出等するようにしてもよい。
また、S1〜S4のように撮像毎に、リアルタイムで電荷混入量の検出、電荷混入補正を行うように撮像装置を構成してもよい。
In addition, using the detection device controlled as in S1 to S3, a timing table of correction values calculated by detecting the charge mixing amount before factory shipment is generated and stored in the imaging device, for example. If the image pickup apparatus is configured to perform image correction using this correction value, a high-quality image without image quality deterioration can be obtained. Further, in this configuration, since the charge mixing amount is not detected during imaging, the processing speed can be increased. Furthermore, the configuration may be such that the detection device portion is provided in the imaging device (the detection device portion is not used during imaging after factory shipment), or is not provided inside the imaging device, but is provided in the imaging device at the time of factory shipment. It may be connected to detect the charge mixing amount.
Further, as in S1 to S4, the imaging apparatus may be configured to detect the charge mixing amount and correct the charge mixing for each imaging.
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態における検出装置を搭載した撮像装置のブロック構成図である。ここで、第1の実施形態における撮像装置と同様の構成については説明を省略する。
図6においてA/D変換手段111A,111Bでアナログ信号からディジタル信号に変換され、その出力はダミーデータ検出手段133A,133B、画像信号検出手段135A,135B及び電荷混入補正手段113A,113Bに出力される。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block configuration diagram of an imaging apparatus equipped with the detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. Here, the description of the same configuration as that of the imaging device in the first embodiment is omitted.
In FIG. 6, analog signals are converted into digital signals by A / D conversion means 111A and 111B, and their outputs are output to dummy data detection means 133A and 133B, image signal detection means 135A and 135B, and charge mixture correction means 113A and 113B. The
本実施形態におけるダミーデータ検出手段133A,133B及び画像信号検出手段135A,135Bは電荷混入量検出手段に相当し、ダミーデータ検出手段133A,133Bは、図3(b)に示したダミーデータ部の1画素目であるダミーデータDM1Aを積分する。ダミー1画素目は、各水平期間の左右のチャンネルにそれぞれ1画素存在する。また、画像信号検出手段135A,135BはダミーデータDM1Aにリークを与える時間的に1つ前の画素305Aの輝度レベルを積分する。隣接する1画素目のダミーデータも各水平期間の左右のチャンネルにそれぞれ1画素存在する。そして、ダミーデータにおける積分結果は検出値として演算手段145で読み出される。
In this embodiment, the dummy data detection means 133A, 133B and the image signal detection means 135A, 135B correspond to charge mixing amount detection means, and the dummy data detection means 133A, 133B are the dummy data portion shown in FIG. The dummy data DM1A which is the first pixel is integrated. One dummy first pixel exists in each of the left and right channels in each horizontal period. Further, the image signal detection means 135A and 135B integrate the luminance level of the
また、本実施形態における撮像装置の制御方法は、図6に示したフローチャートと同様に、まず、露光制御手段157によりCCDエリアセンサ103の撮像面へに入力する光量の輝度を変化させて(ステップS1)、各入力光量の輝度に対するダミー1画素目の電荷混入量を各ダミーデータ検出手段133A,133Bで検出し、検出結果を記憶手段163に記憶する(ステップS2)。続いて、各ダミーデータ検出手段133A,133Bでのダミー1画素目の電荷混入量の検出結果に基づいて、撮像面の各領域における画素の出力信号に含まれる電荷混入成分を補正するための補正値を演算手段145で求める(ステップS3)。ここで、この演算手段145によって求められる補正値は、複数の入力光量の信号レベルにおけるダミーデータ量に応じて求められる。その後、演算手段145により求められた補正量に基づいて電荷混入補正手段113A,113Bにより撮像面の各領域における画素の出力信号に含まれる電荷混入成分の補正を行う(ステップS4)。
In the control method of the image pickup apparatus in the present embodiment, as in the flowchart shown in FIG. 6, first, the exposure control means 157 changes the luminance of the light amount input to the image pickup surface of the CCD area sensor 103 (step S1) The dummy data detection means 133A, 133B detects the charge mixing amount of the first dummy pixel with respect to the luminance of each input light quantity, and the detection result is stored in the storage means 163 (step S2). Subsequently, based on the detection result of the charge mixing amount of the first dummy pixel in each dummy
なお、ステップS1〜S3のように制御される検出装置を用いて、工場出荷前に電荷混入量を検出して演算した補正値のタイミングテーブルを生成し、例えば撮像装置に記憶させておき、撮像の際にこの補正値を使用して画像補正を行うように撮像装置を構成すれば、画質劣化のない高画質な画像を得ることができる。また、この構成では、電荷混入量の検出は、撮像時には、行わないため、処理速度を速くすることができる。さらに、検出装置の部分を撮像装置内に設ける構成(工場出荷後の撮像時には、検出装置の部分は使用しない)であってもよいし、撮像装置の内部に設けず、工場出荷時に撮像装置に接続して、電荷混入量を検出等するようにしてもよい。
また、S1〜S4のように撮像毎に、リアルタイムで電荷混入量の検出、電荷混入補正を行うように撮像装置を構成してもよい。
In addition, using the detection device controlled as in steps S1 to S3, a timing table of correction values calculated by detecting the charge mixing amount before shipment from the factory is generated, and stored in the imaging device, for example, If the imaging apparatus is configured to perform image correction using this correction value at the time, a high-quality image without image quality deterioration can be obtained. Further, in this configuration, since the charge mixing amount is not detected during imaging, the processing speed can be increased. Furthermore, the configuration may be such that the detection device portion is provided in the imaging device (the detection device portion is not used during imaging after factory shipment), or is not provided inside the imaging device, but is provided in the imaging device at the time of factory shipment. It may be connected to detect the charge mixing amount.
Further, as in S1 to S4, the imaging apparatus may be configured to detect the charge mixing amount and correct the charge mixing for each imaging.
以上の説明のように、本実施形態では複数の入力光量の信号レベルにおけるダミーデータ量に応じて、補正値を得ることができるので、より高画質な画像を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the correction value can be obtained according to the dummy data amount at the signal level of the plurality of input light amounts, so that a higher quality image can be obtained.
(第3の実施形態)
図8は、本発明の第3の実施形態における検出装置を搭載した撮像装置のブロック構成図である。ここで、第1の実施形態における撮像装置と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態の撮像装置は、CCDエリアセンサ103の温度を測定する温度測定手段171を設けて、この温度測定手段171により測定された温度情報を演算手段145に出力するようにする。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a block configuration diagram of an imaging apparatus equipped with the detection apparatus according to the third embodiment of the present invention. Here, the description of the same configuration as that of the imaging device in the first embodiment is omitted.
The imaging apparatus of the present embodiment is provided with a
図9は、本実施形態における撮像装置の画像信号の信号レベル(Signal)に対するダミー1画素目への電荷混入量(Leak)の温度変化を模式的に表した特性図である。実測によれば、電荷混入量(Leak)はCCDエリアセンサ103の温度変化によって増減し、温度が上昇するほど電荷混入量が減少するような特性となっている。
FIG. 9 is a characteristic diagram schematically illustrating a temperature change of the charge mixing amount (Leak) to the first dummy pixel with respect to the signal level (Signal) of the image signal of the imaging apparatus according to the present embodiment. According to actual measurement, the charge mixing amount (Leak) increases and decreases with the temperature change of the
そこで、以下に示す撮像装置の制御処理を行う。
第3の実施形態における撮像装置の制御方法では、図6に示したステップS1及びステップS2の処理を温度の異なる複数の条件下で行うようにする。このときのCCDエリアセンサ103の温度条件は、温度測定手段171で測定される。
Therefore, the following control process of the imaging apparatus is performed.
In the control method for the imaging apparatus according to the third embodiment, the processes in steps S1 and S2 illustrated in FIG. 6 are performed under a plurality of conditions having different temperatures. The temperature condition of the
続いて、ステップS3では、各ダミーデータ検出手段133A,133Bでのダミー1画素目の電荷混入量の検出結果に基づいて、撮像面の各領域における画素の出力信号に含まれる電荷混入成分を補正するための補正値を演算手段145で求める。この演算手段145によって求められる補正値は、上記計測時の温度情報と温度に対応したダミーデータ量とから求められた補正量である。
Subsequently, in step S3, the charge mixture component included in the output signal of the pixel in each region on the imaging surface is corrected based on the detection result of the charge mixture amount of the first dummy pixel in each dummy
続いて、ステップS4では、撮像時におけるCCDエリアセンサ103の温度を温度測定手段171で測定し、記憶手段145に記憶された温度情報と対応させ、対応する補正値に基づいて電荷混入補正手段113A,113Bにより撮像面の各領域における画素の出力信号に含まれる電荷混入成分の補正を行う。ここでCCDエリアセンサ103の温度と記憶手段145に記憶されている温度情報とが合致しないときは、記憶されている複数の温度情報に対応する補正量からCCDエリアセンサ103の温度への補間演算を演算手段145で行った後に当該補正処理を行う。
Subsequently, in step S4, the temperature of the
なお、ステップS1〜S3のように制御される検出装置を用いて、工場出荷前に電荷混入量を検出して演算した補正値のタイミングテーブルを生成し、例えば撮像装置に記憶させておき、撮像の際にこの補正値を使用して画像補正を行うように撮像装置を構成すれば、画質劣化のない高画質な画像を得ることができる。また、この構成では、電荷混入量の検出は、撮像時には、行わないため、処理速度を速くすることができる。さらに、検出装置の部分を撮像装置内に設ける構成(工場出荷後の撮像時には、検出装置の部分は使用しない)であってもよいし、撮像装置の内部に設けず、工場出荷時に撮像装置に接続して、電荷混入量を検出等するようにしてもよい。
また、ステップS1〜S4のように撮像毎に、リアルタイムで電荷混入量の検出、電荷混入補正を行うように撮像装置を構成してもよい。
In addition, using the detection device controlled as in steps S1 to S3, a timing table of correction values calculated by detecting the charge mixing amount before shipment from the factory is generated, and stored in the imaging device, for example, If the imaging apparatus is configured to perform image correction using this correction value at the time, a high-quality image without image quality deterioration can be obtained. Further, in this configuration, since the charge mixing amount is not detected during imaging, the processing speed can be increased. Furthermore, the configuration may be such that the detection device portion is provided in the imaging device (the detection device portion is not used during imaging after factory shipment), or is not provided inside the imaging device, but is provided in the imaging device at the time of factory shipment. It may be connected to detect the charge mixing amount.
Further, as in steps S1 to S4, the imaging apparatus may be configured to detect the charge mixing amount and correct the charge mixing for each imaging.
以上の説明のように、本実施形態では温度情報によって補正値を得られるので、温度が上昇するほど、電荷混入量が減少するという特性に適応した補正を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the correction value can be obtained from the temperature information. Therefore, it is possible to perform correction adapted to the characteristic that the charge mixing amount decreases as the temperature increases.
101 レンズ
103 CCDエリアセンサ(撮像素子)
105A,105B バッファ
109A,109B CDS
111A,111B A/D変換手段
113A,113B 電荷混入補正手段
123A,123B リニアリティ補正手段
129A,129B ゲイン補正手段
133A,133B ダミーデータ検出手段
145 演算手段
147 合成手段
149 カメラ信号処理手段
151 出力端子
157 露光制御手段
163 記憶手段
101
105A,
111A, 111B A / D conversion means 113A, 113B Charge mixing correction means 123A, 123B Linearity correction means 129A, 129B Gain correction means 133A, 133B Dummy data detection means 145 Calculation means 147 Synthesis means 149 Camera signal processing means 151
Claims (8)
前記各撮像領域からの画像信号に含まれる電荷混入成分を補正するための、前記複数の出力端子に各々対応した補正値を前記電荷混入量検出手段での検出結果に基づいて演算する演算手段とを有することを特徴とする検出装置。 Charge mixing amount detecting means for detecting a charge mixing amount generated when an image signal from each of the imaging regions of an imaging device having a plurality of imaging regions corresponding to a plurality of output terminals is transferred within the imaging device; ,
Calculating means for calculating a correction value corresponding to each of the plurality of output terminals based on a detection result of the charge mixing amount detecting means for correcting a charge mixing component included in an image signal from each imaging region; A detection apparatus comprising:
前記演算手段は、前記記憶手段から読み出した前記検出結果に基づいて前記補正値を演算することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の検出装置。 A storage means for storing the detection result of the charge mixing amount detection means;
5. The detection apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the correction value based on the detection result read from the storage unit.
前記電荷混入量検出手段は、前記電荷混入量の検出を前記露光量制御手段で可変させた各露光量における画像信号のレベルに対応させて行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の検出装置。 Exposure amount control means for continuously varying the exposure amount to the image sensor;
6. The charge mixing amount detection unit performs detection of the charge mixing amount in correspondence with a level of an image signal at each exposure amount varied by the exposure amount control unit. The detection apparatus according to item 1.
前記電荷混入量検出手段は、あらかじめ決められた複数の温度条件下において前記電荷混入量の検出を行い、
前記演算手段は、前記補正値の演算を前記温度測定手段での測定結果に基づいた温度変化に応じて、前記電荷混入量検出手段で検出された検出結果に基づいて行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の検出装置。 A temperature measuring means for measuring the temperature of the image sensor;
The charge mixing amount detection means detects the charge mixing amount under a plurality of predetermined temperature conditions,
The calculation means performs the calculation of the correction value based on a detection result detected by the charge mixing amount detection means according to a temperature change based on a measurement result by the temperature measurement means. Item 7. The detection device according to any one of Items 1 to 6.
転送された画像信号に含まれる電荷混入成分を補正するための補正値を前記電荷混入量検出ステップでの検出結果に基づいて演算する演算ステップとを有することを特徴とする検出装置の制御方法。 A charge mixing amount detection step for detecting a charge mixing amount that occurs when an image signal is transferred from each imaging region of an imaging device having a plurality of imaging regions corresponding to a plurality of output terminals;
And a calculation step of calculating a correction value for correcting a charge mixture component contained in the transferred image signal based on a detection result in the charge mixture amount detection step.
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