JP2005094338A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】予め、第1の記憶手段2に撮像手段1の受光画素部1AのFPN成分値を、第2の記手段3に比較画素部1BのFPN成分値を記憶保持しておき、撮像動作時には、第1の補正手段4により、比較画素部1Bからの信号と該比較画素部1Bについて予め記憶保持されているFPN成分値とから所定の比較処理を行うことにより、受光画素部1Aについて予め記憶保持されているFPN成分値を補正し、その後、第2の補正手段5によって、上記撮像手段1の受光画素部1Aからの信号をその補正したFPN成分値にて補正する。
【選択図】 図1
Description
光電荷を電荷蓄積し信号出力する複数の画素から成る受光画素部と、光電荷のない状態の暗時信号または蓄積電荷をリセットした状態の信号を常時出力する比較画素部とを持つ撮像手段と、
予め上記撮像手段の受光画素部の固定パターンノイズ(FPN)成分値を記憶保持する第1の記憶手段と、
予め上記撮像手段の比較画素部のFPN成分値を記憶保持する第2の記憶手段と、
上記撮像手段の比較画素部からの信号と上記第2の記憶手段に記憶保持されているFPN成分値とから所定の比較処理を行い、上記第1の記憶手段に記憶保持されているFPN成分値を補正する第1の補正手段と、
上記撮像手段の受光画素部からの信号を上記第1の補正手段による補正後のFPN成分値にて補正する第2の補正手段と、
を具備することを特徴とする。
従って、1回の撮像動作でFPNを抑圧することが可能となる。
上記第1の記憶手段は、予め所定のタイミングもしくは所定の条件下での、上記撮像手段の受光画素部の各画素における光電荷のない状態の暗時信号または蓄積電荷をリセットした状態の信号を上記FPN成分値として記憶保持するものであり、
上記第2の記憶手段は、上記第1の記憶手段と同タイミングもしくは同条件下で上記撮像手段の比較画素部の上記FPN成分値を記憶保持するものである、
ことを特徴とする。
上記第2の記憶手段は、上記撮像手段の比較画素部に複数の画素を含む場合において、上記比較画素部の各画素の光電荷のない状態の暗時信号または蓄積電荷をリセットした状態の信号の平均値またはメディアン値(中央値)を上記FPN成分値として記憶保持することを特徴とする。
従って、複数の画素それぞれについてのFPN成分値を記憶保持する必要がないので、記憶容量が少なくて済む。
上記第1の補正手段は、
上記撮像手段の出力信号のうち、上記撮像手段の比較画素部の出力信号のFPN成分値を検出する比較画素部FPN成分検出手段と、
上記比較画素部FPN成分検出手段で検出したFPN成分値と上記第2の記憶手段で記憶保持しているFPN成分値とから係数を算出する比較手段と、
上記第1の記憶手段に記憶保持されるFPN成分値に対して上記比較手段から出力された係数に基づき演算し出力する演算手段と、
から構成されることを特徴とする。
上記第2の補正手段は、上記撮像手段の受光画素部の出力信号から上記第1の補正手段の出力を減算してFPNを除去する減算手段を有することを特徴とする。
上記第2の補正手段は、
上記第1の補正手段の出力信号と所定の判定値とを比較し、対象画素の異常FPN成分値の有無を判定するFPN異常画素検出手段と、
上記FPN異常画素検出手段で異常判定された画素にあたる上記減算手段の出力信号を、周辺の画素信号から補正するFPN異常画素補正手段と、
を有することを特徴とする。
従って、画素欠陥の検出及び補正を行うことができる。
上記第1の補正手段の上記比較画素部FPN成分検出手段は、上記撮像手段の出力信号のうち、上記撮像手段の比較画素部の各画素からの信号の平均値またはメディアン値を上記FPN成分として算出し、
上記第1の補正手段の上記比較手段は、上記比較画素部FPN成分検出手段で検出した上記FPN成分値と上記第2の記憶手段で記憶保持しているFPN成分値とからその比を算出して上記係数とし、
上記第1の補正手段の上記演算手段は、上記第1の記憶手段に記憶保持されるFPN成分値に上記比較手段から出力された上記係数を乗算して出力信号とする、
ことを特徴とする。
上記第1の記憶手段及び上記第2の記憶手段は、不揮発性メモリであり、
上記第1及び第2の記憶手段が各々記憶保持するFPN成分値は、
任意のタイミングで上記撮像手段から1回読み出した受光画素部及び比較画素部の信号、または、
同条件下で上記撮像手段から受光画素部及び比較画素部の信号を複数回読み出した平均値またはメディアン値、
であることを特徴とする。
従って、複数回取得した受光画素部及び比較画素部の信号の平均値またはメディアン値を用いることで、ランダムノイズを抑圧することができる。
上記第1の記憶手段及び上記第2の記憶手段は、
揮発性メモリであり、
本装置に電源が投入された直後に、所定の駆動条件で上記撮像手段を駆動して読み出した各画素の信号を記憶保持する、
ことを特徴とする。
従って、不揮発性メモリよりも安価な揮発性メモリを使用することで装置を安価に提供でき、また、アナログ回路で構成することも可能となる。
上記撮像手段は、1フィールドまたは1フレームの信号読み出し期間内で、上記比較画素部の出力信号が、上記受光画素部の出力信号に先んじて出力されることを特徴とする。
従って、受光画素部の出力信号が先に出力されることはないので、それを保持するようなメモリが不要で、第1の補正手段、第2の補正手段と順番に動作させることで受光画素部の信号を読み出しながら、リアルタイムにFPNのキャンセルを行うことができる。
図2は、実施例1に係る撮像装置のブロック構成図であり、この撮像装置は、撮像素子11、直流再生部12、FPN成分記憶部13、比較画素部FPN成分検出部14、比較部15、掛け算器16、減算器17、画素欠陥検出部18、画素欠陥補正部19、及び同期タイミング制御部20から構成されている。
図6は、実施例2に係る撮像装置のブロック構成図であり、この撮像装置は、撮像素子11、直流再生部12、FPN成分記憶部13、比較画素部FPN成分検出部14、比較部15、掛け算器16、減算器17、画素欠陥検出部18、画素欠陥補正部19、第1同期タイミング制御部20A、第2同期タイミング制御部20B、及び直流再生信号記憶部21から構成されている。
Claims (10)
- 光電荷を電荷蓄積し信号出力する複数の画素から成る受光画素部と、光電荷のない状態の暗時信号または蓄積電荷をリセットした状態の信号を常時出力する比較画素部とを持つ撮像手段と、
予め上記撮像手段の受光画素部の固定パターンノイズ(FPN)成分値を記憶保持する第1の記憶手段と、
予め上記撮像手段の比較画素部のFPN成分値を記憶保持する第2の記憶手段と、
上記撮像手段の比較画素部からの信号と上記第2の記憶手段に記憶保持されているFPN成分値とから所定の比較処理を行い、上記第1の記憶手段に記憶保持されているFPN成分値を補正する第1の補正手段と、
上記撮像手段の受光画素部からの信号を上記第1の補正手段による補正後のFPN成分値にて補正する第2の補正手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 - 上記第1の記憶手段は、予め所定のタイミングもしくは所定の条件下での、上記撮像手段の受光画素部の各画素における光電荷のない状態の暗時信号または蓄積電荷をリセットした状態の信号を上記FPN成分値として記憶保持するものであり、
上記第2の記憶手段は、上記第1の記憶手段と同タイミングもしくは同条件下で上記撮像手段の比較画素部の上記FPN成分値を記憶保持するものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記第2の記憶手段は、上記撮像手段の比較画素部に複数の画素を含む場合において、上記比較画素部の各画素の光電荷のない状態の暗時信号または蓄積電荷をリセットした状態の信号の平均値またはメディアン値を上記FPN成分値として記憶保持することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記第1の補正手段は、
上記撮像手段の出力信号のうち、上記撮像手段の比較画素部の出力信号のFPN成分値を検出する比較画素部FPN成分検出手段と、
上記比較画素部FPN成分検出手段で検出したFPN成分値と上記第2の記憶手段で記憶保持しているFPN成分値とから係数を算出する比較手段と、
上記第1の記憶手段に記憶保持されるFPN成分値に対して上記比較手段から出力された係数に基づき演算し出力する演算手段と、
から構成されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記第2の補正手段は、上記撮像手段の受光画素部の出力信号から上記第1の補正手段の出力を減算してFPNを除去する減算手段を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記第2の補正手段は、
上記第1の補正手段の出力信号と所定の判定値とを比較し、対象画素の異常FPN成分値の有無を判定するFPN異常画素検出手段と、
上記FPN異常画素検出手段で異常判定された画素にあたる上記減算手段の出力信号を、周辺の画素信号から補正するFPN異常画素補正手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記第1の補正手段の上記比較画素部FPN成分検出手段は、上記撮像手段の出力信号のうち、上記撮像手段の比較画素部の各画素からの信号の平均値またはメディアン値を上記FPN成分として算出し、
上記第1の補正手段の上記比較手段は、上記比較画素部FPN成分検出手段で検出した上記FPN成分値と上記第2の記憶手段で記憶保持しているFPN成分値とからその比を算出して上記係数とし、
上記第1の補正手段の上記演算手段は、上記第1の記憶手段に記憶保持されるFPN成分値に上記比較手段から出力された上記係数を乗算して出力信号とする、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 上記第1の記憶手段及び上記第2の記憶手段は、不揮発性メモリであり、
上記第1及び第2の記憶手段が各々記憶保持するFPN成分値は、
任意のタイミングで上記撮像手段から1回読み出した受光画素部及び比較画素部の信号、または、
同条件下で上記撮像手段から受光画素部及び比較画素部の信号を複数回読み出した平均値またはメディアン値、
であることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 上記第1の記憶手段及び上記第2の記憶手段は、
揮発性メモリであり、
本装置に電源が投入された直後に、所定の駆動条件で上記撮像手段を駆動して読み出した受光画素部及び比較画素部の信号を記憶保持する、
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 上記撮像手段は、1フィールドまたは1フレームの信号読み出し期間内で、上記比較画素部の出力信号が、上記受光画素部の出力信号に先んじて出力されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
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