JP2011229102A - Imaging apparatus and temperature characteristic correction method of imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus and temperature characteristic correction method of imaging apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus and a temperature characteristic correction method of the imaging apparatus such that an object is imaged always with a predetermined dynamic range without reference to temperature characteristics of an A/D conversion unit.SOLUTION: The present invention relates to the imaging apparatus which includes an imaging device for imaging a subject image formed by an imaging optical system and an analog/digital (A/D) conversion unit for converting the picked-up subject image into digital imaging data, and the temperature characteristic correction method of the imaging apparatus. The imaging apparatus also includes an A/D conversion characteristic detection unit which detects A/D conversion characteristics of the A/D conversion unit, and an A/D conversion characteristic correction unit which corrects the A/D conversion characteristics of the A/D conversion unit based upon a detection result of the A/D conversion characteristic detection unit so as to approximate reference A/D conversion characteristics, and thereby can perform imaging always with the predetermined dynamic range without reference to the temperature characteristics of the A/D conversion unit.

Description

本発明は、撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法に関し、特に温度特性を有するアナログデジタル変換部を有する撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法に関する。   The present invention relates to an image pickup apparatus and a temperature characteristic correction method for the image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus having an analog-digital conversion unit having temperature characteristics and a temperature characteristic correction method for the image pickup apparatus.

入射光量に応じて、線形特性と対数特性との2つの特性が切り替わる光電変換特性を有する、線形対数変換型撮像素子が知られている。この撮像素子は、高感度と広ダイナミックレンジとを両立させることのできるものであるが、光電変換特性が線形特性から対数特性に切り替わる変曲点近傍では、撮像素子の画素を構成するMOS型トランジスタやフォトダイオードの特性のバラツキに起因する出力誤差が大きくなり、温度によっても変曲点の位置が変化するという課題があった。   There is known a linear logarithmic conversion type imaging device having a photoelectric conversion characteristic in which two characteristics of a linear characteristic and a logarithmic characteristic are switched according to the amount of incident light. This image sensor can achieve both high sensitivity and a wide dynamic range. However, in the vicinity of the inflection point where the photoelectric conversion characteristic is switched from the linear characteristic to the logarithmic characteristic, the MOS transistor that constitutes the pixel of the image sensor As a result, output errors due to variations in the characteristics of photodiodes and photodiodes increase, and the position of the inflection point changes with temperature.

そこで、例えば特許文献1では、温度係数も含めて各画素毎の補正値を記憶し、補正値に基づいて各画素の出力値を補正することで、全画素の出力値を一致させることのできる信号処理装置が開示されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, the correction value for each pixel including the temperature coefficient is stored, and the output value of each pixel is corrected based on the correction value, so that the output values of all the pixels can be matched. A signal processing apparatus is disclosed.

特開平11−298799号公報JP 11-298799 A

しかしながら、撮像素子の光電変換特性の温度特性によって画素出力のオフセットや変曲点が変化すると、撮像素子のダイナミックレンジ自体が変化するが、特許文献1のように撮像素子から出力された出力値を後処理で補正する方法では、このダイナミックレンジ自体の変化を補正することはできない。   However, when the offset or inflection point of the pixel output changes due to the temperature characteristics of the photoelectric conversion characteristics of the image sensor, the dynamic range of the image sensor itself changes. However, as in Patent Document 1, the output value output from the image sensor is In the method of correcting by post-processing, the change of the dynamic range itself cannot be corrected.

また、撮像素子から出力される撮像信号は、アナログデジタル変換器によってデジタルデータに変換されて演算されるが、アナログデジタル変換器自体も温度特性を持っており、その温度特性によってもダイナミックレンジが変化するので、アナログデジタル変換器の温度特性も補正する必要がある。アナログデジタル変換器の温度特性は、撮像素子の光電変換特性には依存しない。   In addition, the image signal output from the image sensor is converted into digital data by an analog-to-digital converter and calculated, but the analog-to-digital converter itself also has temperature characteristics, and the dynamic range changes depending on the temperature characteristics. Therefore, it is necessary to correct the temperature characteristics of the analog-digital converter. The temperature characteristics of the analog-digital converter do not depend on the photoelectric conversion characteristics of the image sensor.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アナログデジタル変換部の温度特性および撮像素子の光電変換特性の温度特性に関わらず、常に所定のダイナミックレンジで撮像することができる撮像装置および撮像装置の温度特性補正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 circumstances, and an imaging apparatus and an imaging device capable of always imaging in a predetermined dynamic range regardless of the temperature characteristics of the analog-digital conversion unit and the photoelectric conversion characteristics of the imaging device. An object of the present invention is to provide a method for correcting temperature characteristics of an apparatus.

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。   The object of the present invention can be achieved by the following constitution.

1.被写体像を結像させる撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像された被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子で撮像された被写体像をデジタルの撮像データに変換するアナログデジタル(A/D)変換部とを備えた撮像装置において、
前記A/D変換部のA/D変換特性を検出するA/D変換特性検出部と、
前記A/D変換特性検出部の検出結果に基づいて、前記A/D変換部のA/D変換特性を基準A/D変換特性に近づけるように補正するA/D変換特性補正部とを備えたことを特徴とする撮像装置。
1. An imaging optical system for forming a subject image;
An image sensor that captures a subject image formed by the imaging optical system;
In an imaging apparatus including an analog-digital (A / D) conversion unit that converts a subject image captured by the imaging element into digital imaging data,
An A / D conversion characteristic detector for detecting an A / D conversion characteristic of the A / D converter;
An A / D conversion characteristic correction unit configured to correct the A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit so as to approach the reference A / D conversion characteristic based on the detection result of the A / D conversion characteristic detection unit; An imaging apparatus characterized by that.

2.前記A/D変換部への入力を切り替えるA/D入力切替部を有し、
前記A/D変換特性検出部は、
前記A/D入力切替部を用いて、前記A/D変換部に温度に依存しない所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換動作を行わせて、前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする前記1に記載の撮像装置。
2. An A / D input switching unit that switches input to the A / D conversion unit;
The A / D conversion characteristic detector is
Using the A / D input switching unit, a reference voltage having a predetermined potential independent of temperature is applied to the A / D conversion unit to perform an A / D conversion operation. 2. The imaging apparatus according to 1 above, which detects a / D conversion characteristic.

3.前記A/D変換特性検出部は、所定時間が経過する毎に前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする前記1または2に記載の撮像装置。   3. The imaging apparatus according to 1 or 2, wherein the A / D conversion characteristic detection unit detects an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit every time a predetermined time elapses.

4.前記A/D変換部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記A/D変換特性検出部は、前記温度検出部の検出結果が、前回の検出結果から所定値以上変化した場合に、前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする前記1から3の何れか1項に記載の撮像装置。
4). A temperature detection unit for detecting the temperature of the A / D conversion unit;
The A / D conversion characteristic detection unit detects an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit when a detection result of the temperature detection unit changes by a predetermined value or more from a previous detection result. The imaging apparatus according to any one of 1 to 3, wherein:

5.前記撮像素子は、前記A/D変換部を内蔵するとともに、温度センサを内蔵し、
前記温度検出部は、前記温度センサの出力に基づいて前記撮像素子の温度を検出することを特徴とする前記4に記載の撮像装置。
5). The image sensor includes the A / D converter and a temperature sensor.
5. The imaging apparatus according to 4, wherein the temperature detection unit detects the temperature of the imaging element based on an output of the temperature sensor.

6.前記A/D変換特性検出部は、撮像動作の垂直ブランキング期間中に前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする前記1から5の何れか1項に記載の撮像装置。   6). The said A / D conversion characteristic detection part detects the A / D conversion characteristic of the said A / D conversion part during the vertical blanking period of imaging operation | movement, The said any one of 1-5 characterized by the above-mentioned. Imaging device.

7.前記A/D変換部は、上位ビットを逐次比較型で変換し、冗長ビットを含む下位ビットを積分型で変換するA/D変換器を有し、
前記A/D変換特性検出部は、
前記A/D変換部に、温度に依存しない少なくとも2つの所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換特性を検出し、
検出したA/D変換特性を用いて、
前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/Dオフセット補正値と、
前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/D傾き補正値とを演算し、
前記A/D変換特性補正部は、
前記A/Dオフセット補正値に基づいて、前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるとともに、
前記A/D傾き補正値に基づいて、前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づけることを特徴とする前記2から6の何れか1項に記載の撮像装置。
7). The A / D converter includes an A / D converter that converts upper bits in a successive approximation type and converts lower bits including redundant bits in an integral type,
The A / D conversion characteristic detector is
Applying a reference voltage of at least two predetermined potentials independent of temperature to the A / D conversion unit to detect A / D conversion characteristics;
Using the detected A / D conversion characteristics,
An A / D offset correction value for bringing the offset of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
Calculating an A / D inclination correction value for bringing the inclination of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
The A / D conversion characteristic correction unit is
Based on the A / D offset correction value, the offset of the A / D conversion characteristic is brought close to the reference A / D conversion characteristic, and
The imaging apparatus according to any one of 2 to 6, wherein the slope of the A / D conversion characteristic is made closer to the reference A / D conversion characteristic based on the A / D inclination correction value.

8.前記撮像素子は、光電変換特性検出用画素を有し、
前記A/D変換特性補正部によって補正された前記光電変換特性検出用画素の光電変換出力に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を検出する光電変換特性検出部と、
前記光電変換特性検出部の検出結果に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を基準光電変換特性に近づけるように補正する光電変換特性補正部とを備えたことを特徴とする前記1から7の何れか1項に記載の撮像装置。
8). The image sensor has a photoelectric conversion characteristic detection pixel,
A photoelectric conversion characteristic detection unit that detects a photoelectric conversion characteristic of the imaging element based on a photoelectric conversion output of the photoelectric conversion characteristic detection pixel corrected by the A / D conversion characteristic correction unit;
The photoelectric conversion characteristic correction unit that corrects the photoelectric conversion characteristic of the image sensor so as to approach the reference photoelectric conversion characteristic based on the detection result of the photoelectric conversion characteristic detection unit. The imaging device according to any one of the above.

9.被写体像を結像させる撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像された被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号をデジタルの撮像データに変換するA/D変換部とを備えた撮像装置の温度特性補正方法において、
前記A/D変換部のA/D変換特性を検出するA/D変換特性検出工程と、
前記A/D変換特性検出工程の検出結果に基づいて、前記A/D変換部のA/D変換特性を基準A/D変換特性に近づけるように補正するA/D変換特性補正工程とを備えたことを特徴とする撮像装置の温度特性補正方法。
9. An imaging optical system for forming a subject image;
An image sensor that captures a subject image formed by the imaging optical system and outputs an imaging signal;
In the temperature characteristic correction method for an imaging apparatus, comprising: an A / D conversion unit that converts the imaging signal into digital imaging data;
An A / D conversion characteristic detection step of detecting an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit;
An A / D conversion characteristic correction step of correcting the A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit so as to approach the reference A / D conversion characteristic based on the detection result of the A / D conversion characteristic detection step. A method for correcting temperature characteristics of an imaging apparatus, characterized in that:

10.前記A/D変換部への入力を切り替えるA/D入力切替部を有し、
前記A/D変換特性検出工程は、
前記A/D入力切替部を用いて、前記A/D変換部に温度に依存しない所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換動作を行わせて、前記A/D変換部のA/D変換特性を検出する工程であることを特徴とする前記9に記載の撮像装置の温度特性補正方法。
10. An A / D input switching unit that switches input to the A / D conversion unit;
The A / D conversion characteristic detection step includes
Using the A / D input switching unit, a reference voltage having a predetermined potential independent of temperature is applied to the A / D conversion unit to perform an A / D conversion operation. 10. The method for correcting a temperature characteristic of an imaging apparatus as described in 9 above, which is a step of detecting a / D conversion characteristic.

11.前記A/D変換部は、上位ビットを逐次比較型で変換し、冗長ビットを含む下位ビットを積分型で変換するA/D変換器であり、
前記A/D変換特性検出工程は、
前記A/D変換部に、温度に依存しない少なくとも2つの所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換特性を検出し、
検出したA/D変換特性を用いて、
前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/Dオフセット補正値と、
前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/D傾き補正値とを演算する工程であり、
前記A/D変換特性補正工程は、
前記A/Dオフセット補正値に基づいて、前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるとともに、
前記A/D傾き補正値に基づいて、前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づける工程であることを特徴とする前記10に記載の撮像装置の温度特性補正方法。
11. The A / D converter is an A / D converter that converts upper bits in a successive approximation type and converts lower bits including redundant bits in an integral type.
The A / D conversion characteristic detection step includes
Applying a reference voltage of at least two predetermined potentials independent of temperature to the A / D conversion unit to detect A / D conversion characteristics;
Using the detected A / D conversion characteristics,
An A / D offset correction value for bringing the offset of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
A step of calculating an A / D inclination correction value for bringing the inclination of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
The A / D conversion characteristic correction step includes:
Based on the A / D offset correction value, the offset of the A / D conversion characteristic is brought close to the reference A / D conversion characteristic, and
11. The temperature characteristic correction method for an image pickup apparatus according to 10, wherein the method is a step of bringing the inclination of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic based on the A / D inclination correction value.

12.前記撮像素子は、光電変換特性検出用画素を有し、
前記A/D変換特性補正工程によって補正された前記光電変換特性検出用画素の光電変換出力に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を検出する光電変換特性検出工程と、
前記光電変換特性検出工程の検出結果に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を基準光電変換特性に近づけるように補正する光電変換特性補正工程とを備えたことを特徴とする前記9から11の何れか1項に記載の撮像装置の温度特性補正方法。
12 The image sensor has a photoelectric conversion characteristic detection pixel,
A photoelectric conversion characteristic detection step of detecting a photoelectric conversion characteristic of the image sensor based on a photoelectric conversion output of the photoelectric conversion characteristic detection pixel corrected by the A / D conversion characteristic correction step;
The photoelectric conversion characteristic correction step of correcting the photoelectric conversion characteristic of the image sensor so as to approach the reference photoelectric conversion characteristic based on the detection result of the photoelectric conversion characteristic detection step. The temperature characteristic correction method for an imaging apparatus according to any one of the preceding claims.

本発明によれば、撮像光学系で結像された被写体像を撮像する撮像素子と、撮像された被写体像をデジタルの撮像データに変換するアナログデジタル(A/D)変換部とを備えた撮像装置において、A/D変換部のA/D変換特性を検出するA/D変換特性検出部と、A/D変換特性検出部の検出結果に基づいて、A/D変換部のA/D変換特性を基準A/D変換特性に近づけるように補正するA/D変換特性補正部とを備えることで、A/D変換部の温度特性に関わらず、常に所定のダイナミックレンジで撮像することができる撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法を提供することができる。   According to the present invention, an imaging device that includes an imaging device that captures a subject image formed by the imaging optical system and an analog-digital (A / D) conversion unit that converts the captured subject image into digital imaging data. In the apparatus, an A / D conversion characteristic detection unit that detects an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit, and an A / D conversion of the A / D conversion unit based on a detection result of the A / D conversion characteristic detection unit By providing an A / D conversion characteristic correction unit that corrects the characteristic so as to approach the reference A / D conversion characteristic, it is possible to always capture images in a predetermined dynamic range regardless of the temperature characteristic of the A / D conversion unit. An imaging apparatus and a temperature characteristic correction method for the imaging apparatus can be provided.

さらに、A/D変換特性補正部によって補正された撮像データに基づいて、撮像素子の光電変換特性を検出するので、撮像データがA/D変換部の温度特性を含まないために、光電変換特性の補正を正確に行うことができる撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法を提供することができる。   Furthermore, since the photoelectric conversion characteristics of the image sensor are detected based on the imaging data corrected by the A / D conversion characteristics correction unit, the imaging data does not include the temperature characteristics of the A / D conversion unit. It is possible to provide an image pickup apparatus and a temperature characteristic correction method for the image pickup apparatus that can accurately perform the above correction.

撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of an imaging device. 撮像素子、画像処理部および制御部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of an image pick-up element, an image process part, and a control part. 撮像素子の内部構成の一例を示すブロック図(1/2)である。It is a block diagram (1/2) which shows an example of an internal configuration of an image sensor. 撮像素子の内部構成の一例を示すブロック図(2/2)である。It is a block diagram (2/2) which shows an example of an internal structure of an image pick-up element. 画素の構成の一例と特性とを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a pixel, and a characteristic. モニタ画素の構成の一例を示す回路模式図である。It is a circuit schematic diagram which shows an example of a structure of a monitor pixel. 撮像装置の実施の形態の動作の第1の例を示すフローチャートのメインルーチンである。It is the main routine of the flowchart which shows the 1st example of operation | movement of embodiment of an imaging device. 図7のサブルーチン(1/2)である。This is the subroutine (1/2) in FIG. 図7のサブルーチン(2/2)である。This is the subroutine (2/2) in FIG. 本発明における温度補正値の演算方法を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation method of the temperature correction value in this invention. 撮像装置の実施の形態の動作の第2の例を示すフローチャートのメインルーチンである。It is the main routine of the flowchart which shows the 2nd example of operation | movement of embodiment of an imaging device. 本発明が解決する課題を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the subject which this invention solves.

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略することがある。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

最初に、本発明が解決する課題について、図12を用いて確認する。図12は、本発明が解決する課題を示す模式図で、図12(a)は撮像素子の光電変換特性の温度特性を示し、図12(b)はアナログ/デジタル(以下、A/Dと言う)変換部のA/D変換特性の温度特性を示す。   First, the problem to be solved by the present invention will be confirmed with reference to FIG. 12A and 12B are schematic diagrams showing the problems to be solved by the present invention. FIG. 12A shows the temperature characteristics of the photoelectric conversion characteristics of the image sensor, and FIG. 12B shows analog / digital (hereinafter referred to as A / D). Say) shows the temperature characteristics of the A / D conversion characteristics of the converter.

図12(a)において、本発明における撮像素子は、入射光量に応じて、線形特性と対数特性との2つの特性が切り替わる光電変換特性(以下、リニアログ特性と言う)を有している。グラフの横軸は、撮像素子の撮像面照度Lを対数軸でとってあり、縦軸は撮像素子の出力電圧VLを線形軸でとってある。   In FIG. 12A, the imaging device according to the present invention has a photoelectric conversion characteristic (hereinafter referred to as a linear log characteristic) in which two characteristics of a linear characteristic and a logarithmic characteristic are switched according to the amount of incident light. The horizontal axis of the graph represents the imaging surface illuminance L of the image sensor on the logarithmic axis, and the vertical axis represents the output voltage VL of the image sensor on the linear axis.

グラフに実線で示した基準光電変換特性PCは、基準温度、例えば事前測定時の温度Tでの光電変換特性であり、低照度領域A1では線形特性を示し、高照度領域A2では対数特性を示す。線形特性と対数特性との切り替わり点である変曲点Ptは、照度Lptでの出力電圧がVptである。 A reference photoelectric conversion characteristic PC 0 indicated by a solid line in the graph is a photoelectric conversion characteristic at a reference temperature, for example, a temperature T 0 at the time of preliminary measurement, and shows a linear characteristic in the low illuminance area A1 and a logarithmic characteristic in the high illuminance area A2. Indicates. Linear characteristic inflection point Pt 0 is switched point with logarithmic characteristic, the output voltage of the illuminance Lpt 0 is Vpt 0.

一方、高温での光電変換特性PChは、グラフに破線で示したように、基準光電変換特性PCに対して、(1)低照度側で出力電圧が持ち上がってオフセットが発生し、(2)変曲点Pthが低照度側に移動し、(3)対数特性の傾きが立っている。従って、光電変換できる撮像面照度Lの範囲に対して出力電圧VLの幅が狭くなり、画像のコントラストが低くなる。 On the other hand, the photoelectric conversion characteristics PCh at high temperature, as indicated by the broken line in the graph, the reference photoelectric conversion characteristic PC 0, offset occurs lifted output voltage (1) low illuminance side, (2) The inflection point Pth moves to the low illuminance side, and (3) the logarithmic characteristic has an inclination. Accordingly, the width of the output voltage VL becomes narrower than the range of the imaging surface illuminance L that can be photoelectrically converted, and the contrast of the image is lowered.

逆に、低温での光電変換特性PClは、グラフに一点鎖線で示したように、(1)低照度側で出力電圧が下がって負のオフセットが発生し、(2)変曲点Ptlが高照度側に移動し、(3)対数特性の傾きが寝ている。従って、光電変換できる撮像面照度Lの範囲、即ちダイナミックレンジが、基準光電変換特性PCに対して狭くなってしまう。 On the contrary, the photoelectric conversion characteristic PCl at a low temperature has (1) the output voltage decreases on the low illuminance side and a negative offset occurs, as shown by the alternate long and short dash line in the graph, and (2) the inflection point Ptl is high. It moves to the illuminance side, and (3) the slope of the logarithmic characteristic lies down. Accordingly, the scope of the imaging surface illuminance L can be converted photoelectrically, i.e. dynamic range, it is narrowed with respect to the reference photoelectric conversion characteristic PC 0.

(1)のオフセットVosは、温度による暗電流の増加に起因するもので、撮像素子全般に発生する固有の現象である。(2)の変曲点Ptの移動は、温度による転送ゲートのポテンシャルの低下に起因するもので、リニアログ特性固有の現象である。(3)の対数特性の傾き変化は、対数変換の傾きの理論式が(kT/q)の項を含んでいる(kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電荷素量)ために、傾きが絶対温度Tに比例するためで、対数変換特性固有の現象である。 The offset Vos in (1) is caused by an increase in dark current due to temperature, and is an inherent phenomenon that occurs in the entire imaging device. The movement of the inflection point Pt in (2) is caused by a decrease in the potential of the transfer gate due to temperature, and is a phenomenon inherent to the linear log characteristics. The change in the slope of the logarithmic characteristic of (3) includes a term in which the theoretical formula of the slope of the logarithmic transformation includes (k B T / q) (k B is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the charge element of the electron. Therefore, the slope is proportional to the absolute temperature T, which is a phenomenon unique to the logarithmic conversion characteristic.

上述した理由から、(1)から(3)の温度特性は撮像素子3の全ての画素31aで同一の温度特性であり、全ての画素31aで同一の補正をすることが可能である。   For the reasons described above, the temperature characteristics (1) to (3) are the same temperature characteristics in all the pixels 31a of the image sensor 3, and the same correction can be performed in all the pixels 31a.

また、撮像装置においては、撮像に同期してリアルタイムでA/D変換を行う必要があるので、以下に述べる実施の形態では、高速のA/D変換器として、上位ビットを逐次比較型で変換し、冗長ビットを含む下位ビットを積分型で変換するカラム型と呼ばれるA/D変換器を用いることとする。このタイプのA/D変換器については、例えば特開2008−244716号公報等に詳述されている。   In the imaging apparatus, since it is necessary to perform A / D conversion in real time in synchronization with imaging, in the embodiment described below, the high-order bits are converted in a successive approximation type as a high-speed A / D converter. An A / D converter called a column type that converts lower-order bits including redundant bits by an integral type is used. This type of A / D converter is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-244716.

図12(b)において、グラフに実線で示した基準A/D変換特性ADは、基準温度、例えば事前測定時の温度TでのA/D変換特性であり、入力電圧Vinに対して、線形のA/D変換特性を示す。 In FIG. 12B, a reference A / D conversion characteristic AD 0 indicated by a solid line in the graph is an A / D conversion characteristic at a reference temperature, for example, a temperature T 0 at the time of preliminary measurement, and is relative to the input voltage Vin. Shows a linear A / D conversion characteristic.

一方、高温でのA/D変換特性ADhは、グラフに破線で示したように、基準A/D変換特性ADに対して、(4)入力電圧Vinの低い側で出力ADout値が大きくなってオフセット(以下、ADオフセットと言う)が発生し、(5)A/D変換特性の傾き(以下、AD傾きと言う)が立っている。従って、A/D変換の入力範囲、即ちA/D変換のダイナミックレンジが、基準A/D変換特性ADに対して狭くなってしまう。 On the other hand, A / D conversion characteristic ADh at high temperature, as indicated by the broken line in the graph, the reference A / D conversion characteristic AD 0, (4) the output ADout value low side of the input voltage Vin is increased Offset (hereinafter referred to as AD offset) occurs, and (5) the slope of the A / D conversion characteristic (hereinafter referred to as AD slope) stands. Therefore, the input range of the A / D conversion, i.e., A / D converter dynamic range of, narrowed with respect to the reference A / D conversion characteristic AD 0.

逆に、低温でのA/D変換特性ADlは、グラフに一点鎖線で示したように、基準A/D変換特性ADに対して、(4)入力電圧Vinの低い側で出力ADout値が小さくなって負のADオフセットが発生し、(5)AD傾きが寝ている。従って、A/D変換できる入力範囲に対して出力の幅が狭くなり、画像のコントラストが低くなる。 Conversely, the A / D conversion characteristic ADl at low temperature, as indicated by a chain line in the graph, the reference A / D conversion characteristic AD 0, the output ADout value (4) low side of input voltage Vin It becomes smaller and negative AD offset occurs, and (5) AD tilt is laid down. Therefore, the output width becomes narrower than the input range where A / D conversion is possible, and the contrast of the image is lowered.

(4)のADオフセットおよび(5)のA/D傾きの変化の原因は、上位ビットを変換する逐次比較型の変換方法に用いられるキャパシタの容量の温度特性と、A/D変換に許容される時間が短いために、キャパシタの電位が不飽和状態になっていることに起因している。つまり、高温になるとキャパシタの容量が大きくなって、不飽和の状態が大きくなり、低温になるとキャパシタの容量が小さくなって不飽和の状態が小さくなることで発生する誤差である。   The causes of the change in the AD offset in (4) and the A / D slope in (5) are allowed for the temperature characteristics of the capacitor used in the successive approximation conversion method for converting the upper bits and the A / D conversion. This is due to the fact that the potential of the capacitor is in an unsaturated state due to the short period of time required for the capacitor. In other words, this is an error that occurs due to the capacitance of the capacitor increasing and the unsaturated state increasing at a high temperature, and the capacitor capacitance decreasing and the unsaturated state decreasing at a low temperature.

以上が、本発明が解決する課題であり、以下に述べる実施の形態では、(1)および(2)をA/D変換前にアナログ的に補正し、(3)、(4)および(5)をA/D変換後にデジタル的に補正することで、課題を解決する。   The above is a problem to be solved by the present invention. In the embodiment described below, (1) and (2) are corrected in an analog manner before A / D conversion, and (3), (4) and (5) ) Is digitally corrected after A / D conversion to solve the problem.

(1)から(5)の課題を補正することで、温度環境下の光電変換特性およびA/D変換特性を、基準光電変換特性および基準A/D変換特性に一致させることが望ましいが、完全に一致させることができなくても、基準光電変換特性および基準A/D変換特性に近づけることができれば、効果は大きい。   It is desirable to make the photoelectric conversion characteristics and A / D conversion characteristics in the temperature environment coincide with the reference photoelectric conversion characteristics and the reference A / D conversion characteristics by correcting the problems (1) to (5). Even if they cannot be matched with each other, the effect is great if they can be brought close to the reference photoelectric conversion characteristics and the reference A / D conversion characteristics.

次に、本発明における撮像装置の実施の形態について、図1を用いて説明する、図1は、撮像装置の実施の形態の構成の一例を示すブロック図である。   Next, an embodiment of the imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the embodiment of the imaging apparatus.

図1において、撮像装置1は、撮像光学系2、撮像素子3、画像処理部4、制御部5、記憶部6、表示部7およびインターフェース部(以下、I/F部と言う)8等で構成される。表示部7およびI/F部8等は必須ではない。   In FIG. 1, an imaging apparatus 1 includes an imaging optical system 2, an imaging element 3, an image processing unit 4, a control unit 5, a storage unit 6, a display unit 7, an interface unit (hereinafter referred to as an I / F unit) 8, and the like. Composed. The display unit 7 and the I / F unit 8 are not essential.

撮像光学系2は、レンズ等で構成され、光軸21上に配置される撮像素子3の撮像面に被写体の像を結像させる。   The imaging optical system 2 is composed of a lens or the like, and forms an image of a subject on the imaging surface of the imaging element 3 disposed on the optical axis 21.

撮像素子3は、撮像面が撮像光学系2の光軸21上の結像位置に来るように配置され、撮像光学系2によって結像された被写体の像を光電変換してアナログの撮像信号を出力する。図2以降で詳述するが、本例では、撮像素子3はA/D変換部を内蔵しており、撮像素子3は、撮像信号をA/D変換して、デジタルの撮像データ3sとして出力する。   The image pickup device 3 is arranged so that the image pickup surface is located at the image formation position on the optical axis 21 of the image pickup optical system 2, and photoelectrically converts the subject image formed by the image pickup optical system 2 to generate an analog image pickup signal. Output. As will be described in detail with reference to FIG. 2 and subsequent figures, in this example, the image pickup device 3 includes an A / D converter, and the image pickup device 3 performs A / D conversion of the image pickup signal and outputs it as digital image pickup data 3s. To do.

A/D変換部は、必ずしも撮像素子3に内蔵される必要はなく、撮像素子3と画像処理部4との間に別設されてもよい。   The A / D converter is not necessarily built in the image sensor 3 and may be separately provided between the image sensor 3 and the image processor 4.

画像処理部4は、後述する制御部5の制御下で、撮像素子3から出力された撮像データ3sに画像処理を施して、画像データ4sを出力する。   The image processing unit 4 performs image processing on the imaging data 3s output from the imaging device 3 under the control of the control unit 5 described later, and outputs image data 4s.

制御部5は、例えばCPUと演算用メモリ等で構成され、後述する記憶部6に格納されたプログラムに従って撮像装置1の動作を制御するとともに、I/F部8を介して、撮像装置1が接続される外部システムと交信を行う。撮像素子3、画像処理部4および制御部5については、図2以降で詳述する。   The control unit 5 includes, for example, a CPU and a calculation memory. The control unit 5 controls the operation of the imaging device 1 according to a program stored in a storage unit 6 described later, and the imaging device 1 is connected via the I / F unit 8. Communicates with connected external systems. The image sensor 3, the image processing unit 4, and the control unit 5 will be described in detail with reference to FIG.

記憶部6は、ROM、RAM等で構成され、制御部5を構成するCPUの動作を規定するプログラムを格納するとともに、制御部5の制御下で、画像処理部4から出力された画像データ4sを記憶および出力し、撮像装置1の各部に関する調整データ等を記憶および出力する。   The storage unit 6 includes a ROM, a RAM, and the like, stores a program that defines the operation of the CPU that constitutes the control unit 5, and image data 4 s output from the image processing unit 4 under the control of the control unit 5. Are stored and output, and adjustment data and the like relating to each part of the imaging apparatus 1 are stored and output.

表示部7は、制御部5の制御下で、記憶部6に記憶された画像や画像に関する情報等を表示する。   The display unit 7 displays an image stored in the storage unit 6, information about the image, and the like under the control of the control unit 5.

I/F部8は、制御部5の制御下で、撮像装置1と外部システムとの間の交信を行う。   The I / F unit 8 performs communication between the imaging device 1 and an external system under the control of the control unit 5.

次に、撮像素子、画像処理部および制御部について、図2から図4を用いて説明する。図2は、撮像素子、画像処理部および制御部の構成の一例を示すブロック図である。   Next, the image sensor, the image processing unit, and the control unit will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the image sensor, the image processing unit, and the control unit.

図2において、撮像素子3は、画素部31、モニタ画素部32、温度センサ33、垂直走査回路34、A/D変換部35、水平シフトレジスタ36、出力アンプ37、オフセットシフト部38およびA/D入力切替部39等で構成されている。   In FIG. 2, the image sensor 3 includes a pixel unit 31, a monitor pixel unit 32, a temperature sensor 33, a vertical scanning circuit 34, an A / D conversion unit 35, a horizontal shift register 36, an output amplifier 37, an offset shift unit 38, and an A / D. It consists of a D input switching unit 39 and the like.

画素部31は、上述したように、リニアログ特性の光電変換特性を持つ。撮像素子3からは、画像処理部4に向けて、撮像データ3sが出力される。撮像素子3の内部構成の詳細は、図3および図4で説明する。   As described above, the pixel unit 31 has a photoelectric conversion characteristic of a linear log characteristic. Imaging data 3 s is output from the imaging device 3 toward the image processing unit 4. Details of the internal configuration of the image sensor 3 will be described with reference to FIGS.

画像処理部4は、撮像素子3から出力された撮像データ3sに画像処理を施して、あるいは処理を施さずにそのまま、画像データ4sとして、制御部5に向けて出力する。画像処理部4は、その他に、撮像素子3のA/D変換部35のA/D変換特性A/Dと基準A/D変換特性ADとのA/DオフセットVadosを0(ゼロ)に近づけるA/Dオフセット補正部41、A/D変換部35のA/D変換特性A/Dの傾きを基準A/D変換特性ADの傾きに近づけるA/D傾き補正部42、および、撮像素子3の光電変換特性PCの対数特性の傾きを基準光電変換特性PCの対数特性の傾きに近づける対数特性補正部43を有している。 The image processing unit 4 performs image processing on the image data 3s output from the image sensor 3 or outputs the image data 4s to the control unit 5 as it is without performing any processing. In addition, the image processing unit 4 sets the A / D offset Vados between the A / D conversion characteristic A / D of the A / D conversion unit 35 of the image sensor 3 and the reference A / D conversion characteristic AD 0 to 0 (zero). An A / D offset correction unit 41 that approaches, an A / D inclination correction unit 42 that approximates the inclination of the A / D conversion characteristic A / D of the A / D conversion unit 35 to the inclination of the reference A / D conversion characteristic AD 0 , and imaging and a logarithmic characteristic correcting unit 43 to approach the slope of the logarithmic characteristic of the photoelectric conversion characteristics PC elements 3 on the slope of the logarithmic characteristic of the reference light photoelectric conversion characteristics PC 0.

制御部5は、撮像素子3の動作を制御して撮像データ3sを出力させ、画像処理部4から出力された画像データ4sを記憶部6に記憶させる等、撮像装置1全体の動作を制御する。   The control unit 5 controls the operation of the entire imaging apparatus 1 such as controlling the operation of the imaging device 3 to output the imaging data 3 s and storing the image data 4 s output from the image processing unit 4 in the storage unit 6. .

制御部5は、その他に、撮像素子3のA/D変換部35の使用温度環境下でのA/D変換特性ADを検出し、基準A/D変換特性ADに近づけるための補正値を演算するA/D変換補正値演算部51と、撮像素子3の画素部31の使用温度環境下での光電変換特性PCを検出し、基準光電変換特性PCに近づけるための補正値を演算する光電変換補正値演算部52とを有している。 Control unit 5, the other, a correction value for detecting the A / D conversion characteristic of AD with the use temperature environment of the A / D converter 35 of the image pickup element 3, close to the reference A / D conversion characteristic AD 0 The photoelectric conversion characteristic PC under the operating temperature environment of the A / D conversion correction value calculation unit 51 to be calculated and the pixel unit 31 of the image pickup device 3 is detected, and a correction value for approximating the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 is calculated. And a photoelectric conversion correction value calculation unit 52.

ここに、A/D入力切替部39およびA/D変換補正値演算部51は、本発明におけるA/D変換特性検出部として機能し、モニタ画素部32および光電変換補正値演算部52は、本発明における光電変換特性検出部として機能する。   Here, the A / D input switching unit 39 and the A / D conversion correction value calculation unit 51 function as an A / D conversion characteristic detection unit in the present invention, and the monitor pixel unit 32 and the photoelectric conversion correction value calculation unit 52 It functions as a photoelectric conversion characteristic detector in the present invention.

さらに、制御部5は、撮像素子3の光電変換特性PCの温度特性に起因するオフセットのズレを基準光電変換特性PCに近づけるオフセット制御部53、撮像素子3の光電変換特性PCの温度特性に起因する変曲点Ptのズレを基準光電変換特性PCの変曲点Ptに近づける変曲点制御部54、および、撮像素子3に内蔵された温度センサ33の出力を用いて撮像素子3の温度を検出する温度検出部55を有している。 Further, the control unit 5 adjusts the temperature deviation of the offset due to the temperature characteristic of the photoelectric conversion characteristic PC of the image sensor 3 to the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 and the temperature characteristic of the photoelectric conversion characteristic PC of the image sensor 3. Using the output of the inflection point control unit 54 that brings the deviation of the inflection point Pt caused to approach the inflection point Pt 0 of the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 and the temperature sensor 33 built in the image sensor 3, the image sensor 3. The temperature detection part 55 which detects the temperature of this is provided.

ここに、オフセットシフト部38およびオフセット制御部53は、本発明におけるオフセット補正部として機能し、垂直走査回路34および変曲点制御部54は、本発明における変曲点補正部として機能する。さらに、対数特性補正部43、オフセットシフト部38およびオフセット制御部53、垂直走査回路34および変曲点制御部54は、本発明における光電変換特性補正部として機能する。   Here, the offset shift unit 38 and the offset control unit 53 function as an offset correction unit in the present invention, and the vertical scanning circuit 34 and the inflection point control unit 54 function as an inflection point correction unit in the present invention. Furthermore, the logarithmic characteristic correction unit 43, the offset shift unit 38 and the offset control unit 53, the vertical scanning circuit 34, and the inflection point control unit 54 function as a photoelectric conversion characteristic correction unit in the present invention.

図3および図4は、撮像素子3の内部構成の一例を示すブロック図で、図3は画素部31、モニタ画素部32、温度センサ33および垂直走査回路34を示し、図4はA/D変換部35、水平シフトレジスタ36、出力アンプ37、オフセット補正回路38およびA/D入力切替部39を示す。   3 and 4 are block diagrams showing an example of the internal configuration of the image sensor 3. FIG. 3 shows the pixel unit 31, the monitor pixel unit 32, the temperature sensor 33, and the vertical scanning circuit 34, and FIG. 4 shows the A / D. A conversion unit 35, a horizontal shift register 36, an output amplifier 37, an offset correction circuit 38, and an A / D input switching unit 39 are shown.

図3において、画素部31は、撮像素子3の撮像面上に、m行n列(m、nは正の整数)の2次元マトリクス状に配置された画素31a等で構成され、撮像光学系2によって光軸21上に結像された被写体の像を光電変換し、撮像信号を出力する。   In FIG. 3, the pixel unit 31 includes pixels 31 a and the like arranged in a two-dimensional matrix of m rows and n columns (m and n are positive integers) on the image pickup surface of the image pickup device 3. 2 subjects the image of the subject formed on the optical axis 21 to photoelectric conversion and outputs an imaging signal.

画素31aの構成と光電変換特性とを、図5に示す。図5は、画素31aの構成の一例と特性とを示す模式図で、図5(a)は画素31aの回路構成の一例を示し、図5(b)は画素31aの光電変換特性を示す。   FIG. 5 shows the configuration and photoelectric conversion characteristics of the pixel 31a. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration and characteristics of the pixel 31a. FIG. 5A shows an example of the circuit configuration of the pixel 31a, and FIG. 5B shows the photoelectric conversion characteristics of the pixel 31a.

図5(a)において、画素31aは、フォトダイオードPD、転送トランジスタQ1、リセットトランジスタQ2、フローティングディフュージョンFD、出力トランジスタQ3および選択トランジスタQ4等で構成される。   In FIG. 5A, the pixel 31a includes a photodiode PD, a transfer transistor Q1, a reset transistor Q2, a floating diffusion FD, an output transistor Q3, a selection transistor Q4, and the like.

PVDDとPVSSとは、画素31aの電源電位である。最初に、転送トランジスタQ1がオフの状態で、垂直走査回路34から行リセット信号φRSTが出力されてリセットトランジスタQ2がオンして、フローティングディフュージョンFDの電位がリセットされる。   PVDD and PVSS are power supply potentials of the pixel 31a. First, in a state where the transfer transistor Q1 is off, the row reset signal φRST is output from the vertical scanning circuit 34, the reset transistor Q2 is turned on, and the potential of the floating diffusion FD is reset.

リセットから所定時間経過後に、垂直走査回路34から行選択信号φVSENが出力されて選択トランジスタQ4がオンすることで、フローティングディフュージョンFDのリセット状態の電位が、出力トランジスタQ3を介して、画素31aの垂直列毎に共通の垂直信号線31bに、ノイズ信号31nとして出力される。   After the elapse of a predetermined time from the reset, the row selection signal φVSEN is output from the vertical scanning circuit 34 and the selection transistor Q4 is turned on, so that the potential of the floating diffusion FD in the reset state becomes the vertical of the pixel 31a via the output transistor Q3. The noise signal 31n is output to the common vertical signal line 31b for each column.

続いて、転送トランジスタQ1の転送信号φTXが所定電位に設定されると、画素31aに入射した被写体像の光が、フォトダイオードPDによって光電変換されて光電流Ipとなり、転送トランジスタQ1を介してフローティングディフュージョンFDに蓄積される。   Subsequently, when the transfer signal φTX of the transfer transistor Q1 is set to a predetermined potential, the light of the subject image incident on the pixel 31a is photoelectrically converted by the photodiode PD to become a photocurrent Ip, and is floated via the transfer transistor Q1. Accumulated in the diffusion FD.

入射光量即ち撮像面照度Lが低照度の場合は、光電流IpのフローティングディフュージョンFDへの蓄積は線形特性である。撮像面照度Lが高照度の場合は、転送トランジスタQ1のサブスレショルド特性により、光電流Ipが対数変換された電位がフローティングディフュージョンFDに発生する。線形特性と対数特性との切り替わり点、即ち変曲点Ptとなる光電流Ipの値Lptは、転送トランジスタQ1の転送信号φTXの設定によって任意に設定できる。   When the amount of incident light, that is, the imaging surface illuminance L is low, the accumulation of the photocurrent Ip in the floating diffusion FD has a linear characteristic. When the imaging surface illuminance L is high, a potential obtained by logarithmically converting the photocurrent Ip is generated in the floating diffusion FD due to the subthreshold characteristic of the transfer transistor Q1. The switching point between the linear characteristic and the logarithmic characteristic, that is, the value Lpt of the photocurrent Ip that becomes the inflection point Pt can be arbitrarily set by setting the transfer signal φTX of the transfer transistor Q1.

従って、変曲点Ptを基準光電変換特性の変曲点Ptに合わせるには、制御部5の変曲点補正部54から出力される変曲点補正値σに基づいて、転送トランジスタQ1の転送信号φTXを制御することで行うことができる。 Therefore, in order to match the inflection point Pt with the inflection point Pt 0 of the reference photoelectric conversion characteristic, based on the inflection point correction value σ output from the inflection point correction unit 54 of the control unit 5, the transfer transistor Q 1 This can be done by controlling the transfer signal φTX.

再び、垂直走査回路34から行選択信号φVSENが出力されて選択トランジスタQ4がオンすることで、フローティングディフュージョンFDの撮像状態の電位が、出力トランジスタQ3を介して、垂直信号線31bに、画素信号31pとして出力される。   Again, the row selection signal φVSEN is output from the vertical scanning circuit 34 and the selection transistor Q4 is turned on, so that the potential in the imaging state of the floating diffusion FD is supplied to the pixel signal 31p via the output transistor Q3 to the vertical signal line 31b. Is output as

後段の回路、例えばA/D変換部35等で、相関二重サンプリング(以下、CDSと言う)法等により、画素信号31pとノイズ信号31nとの差分をとることで、ノイズがキャンセルされた撮像信号31s(31s=31p−31n)を得ることができる。   Imaging in which noise has been canceled by taking the difference between the pixel signal 31p and the noise signal 31n by a correlated double sampling (hereinafter referred to as CDS) method or the like in a subsequent circuit, for example, the A / D converter 35 or the like. A signal 31s (31s = 31p−31n) can be obtained.

光電変換特性を図5(b)に示す。グラフの横軸は撮像面照度Lを対数軸でとってあり、縦軸は出力電圧VLを線形軸でとってある。変曲点Ptでの撮像面照度Lptよりも低照度の状態(A1領域)では、出力電圧VLは撮像面照度Lに対して線形特性であり、変曲点Ptでの撮像面照度Lptよりも高照度の状態(A2領域)では、出力電圧VLは撮像面照度Lに対して対数特性である。   The photoelectric conversion characteristics are shown in FIG. The horizontal axis of the graph represents the imaging surface illuminance L on the logarithmic axis, and the vertical axis represents the output voltage VL on the linear axis. In a state where the illuminance is lower than the imaging surface illuminance Lpt at the inflection point Pt (A1 region), the output voltage VL is linear with respect to the imaging surface illuminance L, and is higher than the imaging surface illuminance Lpt at the inflection point Pt. In a high illuminance state (A2 region), the output voltage VL is logarithmic with respect to the imaging surface illuminance L.

図3に戻って、モニタ画素部32は、画素部31の光電変換特性の温度特性をモニタするためのモニタ画素32a等で構成されている。図3の例では、モニタ画素32aは、撮像素子3の撮像面上の画素部31の領域に隣接して、水平1行分のn画素が設けられているが、これに限るものではなく、少なくとも1画素設けられればよいし、数行設けられても良い。モニタ画素32aの構成の一例を、図6に示す。   Returning to FIG. 3, the monitor pixel unit 32 includes a monitor pixel 32 a for monitoring the temperature characteristics of the photoelectric conversion characteristics of the pixel unit 31. In the example of FIG. 3, the monitor pixel 32 a is provided with n pixels for one horizontal row adjacent to the region of the pixel portion 31 on the imaging surface of the imaging device 3, but is not limited thereto. It is sufficient if at least one pixel is provided, and several rows may be provided. An example of the configuration of the monitor pixel 32a is shown in FIG.

図6において、モニタ画素32aは、画素31aのフォトダイオードPDに並列に、温度に依存しない所定の電流値の電流Idを供給する定電流源IDを有している。また、光電流Ipを発生させずに暗電流のみを発生させるように、少なくともフォトダイオードPDは遮光されている。その他は画素31aと同じ構成をしている。温度に依存しない所定の電流値の電流Idは、例えば、バンドギャップ回路として周知の回路を用いることで作成することができる。   In FIG. 6, the monitor pixel 32a has a constant current source ID that supplies a current Id having a predetermined current value independent of temperature in parallel with the photodiode PD of the pixel 31a. Further, at least the photodiode PD is shielded from light so that only the dark current is generated without generating the photocurrent Ip. The rest of the configuration is the same as that of the pixel 31a. The current Id having a predetermined current value that does not depend on the temperature can be created by using a known circuit as a band gap circuit, for example.

駆動方法も同様であり、異なる点は、転送トランジスタQ1の転送信号φTXが所定電位に設定されることで、光電流Ipに相当する定電流Idが、転送トランジスタQ1を介してフローティングディフュージョンFDに蓄積される点である。   The driving method is the same. The difference is that the transfer signal φTX of the transfer transistor Q1 is set to a predetermined potential, so that a constant current Id corresponding to the photocurrent Ip is accumulated in the floating diffusion FD via the transfer transistor Q1. It is a point to be done.

定電流Idの値が低い場合は、定電流IdのフローティングディフュージョンFDへの蓄積は線形特性である。定電流Idの値が高い場合は、転送トランジスタQ1のサブスレショルド特性により、定電流Idが対数変換された電位がフローティングディフュージョンFDに発生する。その他の動作は画素31aと同じである。よって、モニタ画素部32に光電流Ipに相当する定電流Idを供給することで、画素部31の光電変換特性を検出することができる。   When the value of the constant current Id is low, the accumulation of the constant current Id in the floating diffusion FD has a linear characteristic. When the value of the constant current Id is high, a potential obtained by logarithmically converting the constant current Id is generated in the floating diffusion FD due to the subthreshold characteristic of the transfer transistor Q1. Other operations are the same as those of the pixel 31a. Therefore, the photoelectric conversion characteristic of the pixel unit 31 can be detected by supplying the monitor pixel unit 32 with a constant current Id corresponding to the photocurrent Ip.

図3に戻って、温度センサは、例えばダイオードと定電流回路等とで構成され、ダイオードの順方向電圧Vfを出力線33bに出力する。図2で説明した温度検出部55は、ダイオードの順方向電圧Vfの基準温度下での値からの変化を検出することで、温度を知ることができる。温度センサ33は、A/D変換部35の近傍に設けられることが好ましく、そうすることによって、A/D変換部35の温度を正確に検出することができる。   Returning to FIG. 3, the temperature sensor includes, for example, a diode and a constant current circuit, and outputs a forward voltage Vf of the diode to the output line 33 b. The temperature detection unit 55 described with reference to FIG. 2 can detect the temperature by detecting a change from the value of the diode forward voltage Vf under the reference temperature. The temperature sensor 33 is preferably provided in the vicinity of the A / D conversion unit 35, and by doing so, the temperature of the A / D conversion unit 35 can be accurately detected.

垂直走査回路34は、画素部31およびモニタ画素部32の各行のそれぞれに対して、上述した画素31b動作で説明した3つの駆動信号(行リセット信号φRST、転送信号φTXおよび行選択信号φVSEN)を供給し、画素部31の各行、および必要に応じてモニタ画素部32を順次走査して、撮像動作および光電変換特性検出動作を行わせる。   The vertical scanning circuit 34 supplies the three drive signals (row reset signal φRST, transfer signal φTX, and row selection signal φVSEN) described in the above-described operation of the pixel 31b to each row of the pixel unit 31 and the monitor pixel unit 32. Then, each row of the pixel unit 31 and, if necessary, the monitor pixel unit 32 are sequentially scanned to perform an imaging operation and a photoelectric conversion characteristic detection operation.

図4において、オフセットシフト部38は、制御部5のオフセット制御部53から出力されるオフセット補正値κに基づいて、各画素31aから垂直信号線31bに出力された画素信号31pあるいはノイズ信号31nのオフセットを補正して、補正画素信号38pあるいは補正ノイズ信号38nを出力する。これによって、画素31aのオフセット値を基準光電変換特性PCのオフセット値に近づけることができる。 In FIG. 4, the offset shift unit 38 generates a pixel signal 31p or noise signal 31n output from each pixel 31a to the vertical signal line 31b based on the offset correction value κ output from the offset control unit 53 of the control unit 5. The offset is corrected and the corrected pixel signal 38p or the corrected noise signal 38n is output. Thereby, it is possible to make the offset value of the pixel 31a to the offset value of the reference photoelectric conversion characteristic PC 0.

A/D入力切替部39は、A/D変換部35の入力を、オフセット補正回路38の出力である補正画素信号38pあるいは補正ノイズ信号38nと基準電圧39vとに切り替えるスイッチ39a等と、温度に依存しない所定の電位である基準電圧39vを出力する基準電圧回路39bとで構成される。   The A / D input switching unit 39 switches the input of the A / D conversion unit 35 to the correction pixel signal 38p or the correction noise signal 38n, which is the output of the offset correction circuit 38, and the reference voltage 39v, and the temperature. And a reference voltage circuit 39b that outputs a reference voltage 39v that is a predetermined potential that does not depend on the reference voltage.

スイッチ39aは、撮像状態ではオフセット補正回路38の出力側に設定され、A/D変換部35のA/D変換特性を測定する場合には基準電圧39v側に切り替えられる。スイッチ39aの切り替えは、制御部5のA/D変換補正値演算部51から出力される切替信号39hによって制御される。   The switch 39a is set on the output side of the offset correction circuit 38 in the imaging state, and is switched to the reference voltage 39v side when measuring the A / D conversion characteristics of the A / D conversion unit 35. Switching of the switch 39a is controlled by a switching signal 39h output from the A / D conversion correction value calculation unit 51 of the control unit 5.

また、基準電圧回路39bの出力する基準電圧39vの値は、制御部5のA/D変換補正値演算部51から出力される基準電位切替信号39jによって制御される。   The value of the reference voltage 39v output from the reference voltage circuit 39b is controlled by the reference potential switching signal 39j output from the A / D conversion correction value calculation unit 51 of the control unit 5.

A/D変換部35は、画素部31の各列毎に設けられたn個と、温度センサ33の出力に設けられた1個の合計(n+1)個のA/D変換器(図ではADCと表記している)35a等で構成され、A/D変換信号35sを出力する。各々のA/D変換器35aは、例えば上位4ビットを逐次比較型で変換し、冗長ビット1ビットを含む下位11ビットを積分型で変換する計14ビットのA/D変換器である。   The A / D converter 35 includes a total of (n + 1) A / D converters (ADC in the figure), n provided for each column of the pixel unit 31 and one provided for the output of the temperature sensor 33. The A / D conversion signal 35s is output. Each A / D converter 35a is, for example, a 14-bit A / D converter that converts the upper 4 bits in a successive approximation type and converts the lower 11 bits including 1 redundant bit in an integral type.

また、各々のA/D変換器35aは、オフセット補正回路38の出力である補正画素信号38pと補正ノイズ信号38nとの差分をとるCDS機能を有し、差分をとった後のノイズがキャンセルされた撮像信号31sをA/D変換する。   Each A / D converter 35a has a CDS function that takes the difference between the correction pixel signal 38p, which is the output of the offset correction circuit 38, and the correction noise signal 38n, and noise after the difference is taken is cancelled. The captured image signal 31s is A / D converted.

水平シフトレジスタ36は、画素部31の1行分のA/D変換信号35sをシリアルデータに変換して出力アンプ37を介して撮像データ3sとして出力する。   The horizontal shift register 36 converts the A / D conversion signal 35 s for one row of the pixel unit 31 into serial data and outputs it as imaging data 3 s via the output amplifier 37.

次に、本発明の撮像装置の実施の形態の動作の第1の例について、図7から図9を用いて説明する。図7は、撮像装置の実施の形態の動作の第1の例を示すフローチャートのメインルーチンであり、図8および図9は、図7のサブルーチンである。動作の第1の例では、撮像装置1は動画像を撮像するものとし、撮像装置1のA/D変換特性ADおよび光電変換特性PCを、所定時間経過毎に、動画像撮像動作の垂直ブランキング期間中に検出する。   Next, a first example of the operation of the embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a main routine of a flowchart showing a first example of the operation of the embodiment of the imaging apparatus, and FIGS. 8 and 9 are subroutines of FIG. In the first example of the operation, the imaging apparatus 1 captures a moving image, and the A / D conversion characteristic AD and the photoelectric conversion characteristic PC of the imaging apparatus 1 are set to the vertical block of the moving image capturing operation every predetermined time. Detect during the ranking period.

図7において、ステップS11で、タイマの計時がスタートされる。ステップS13で、タイマの計時値が所定時間よりも大きいか等しいか否かが確認される。所定時間は、撮像装置1のA/D変換特性ADおよび光電変換特性PCを検出する周期であり、用途に合わせて適宜決定されればよい。   In FIG. 7, the timer timing starts in step S11. In step S13, it is confirmed whether or not the timer value is greater than or equal to a predetermined time. The predetermined time is a period for detecting the A / D conversion characteristic AD and the photoelectric conversion characteristic PC of the imaging apparatus 1, and may be appropriately determined according to the application.

タイマの計時値が所定時間よりも小さい場合(ステップS13;No)、ステップS27に進んで、通常の撮像動作が行われる。タイマの計時値が所定時間よりも大きいか等しい場合(ステップS13;Yes)、ステップS15で、撮像装置1の撮像動作のタイミングが、垂直ブランキング期間であるか否かが確認される。垂直ブランキング期間でない場合(ステップS15;No)、ステップS27に進んで、通常の撮像動作が行われる。   When the time value of the timer is smaller than the predetermined time (step S13; No), the process proceeds to step S27 and a normal imaging operation is performed. When the time value of the timer is greater than or equal to the predetermined time (step S13; Yes), in step S15, it is confirmed whether or not the timing of the imaging operation of the imaging device 1 is the vertical blanking period. When it is not the vertical blanking period (step S15; No), the process proceeds to step S27, and a normal imaging operation is performed.

垂直ブランキング期間である場合(ステップS15;Yes)、図8に示すステップS17「A/D変換特性検出サブルーチン」が実行される。   If it is the vertical blanking period (step S15; Yes), step S17 “A / D conversion characteristic detection subroutine” shown in FIG. 8 is executed.

図8において、ステップS171で、制御部5のA/D変換補正値演算部51によって、撮像素子3のA/D入力切替部39の(n+1)個のスイッチ39aが基準電圧回路39bから出力される基準電圧39v側に切り替えられる。ステップS172で、基準電圧39vが第1基準電位V1に設定され、A/D変換部35の(n+1)個のA/D変換器35aに入力される。   In FIG. 8, in step S171, the A / D conversion correction value calculation unit 51 of the control unit 5 outputs (n + 1) switches 39a of the A / D input switching unit 39 of the image sensor 3 from the reference voltage circuit 39b. Is switched to the reference voltage 39v side. In step S172, the reference voltage 39v is set to the first reference potential V1 and input to the (n + 1) A / D converters 35a of the A / D converter 35.

ステップS173で、第1基準電位V1がA/D変換されて、(n+1)個の第1A/D変換値A1が得られる。同様に、ステップS174で基準電圧39vが第2基準電位V2に設定され、ステップS175で(n+1)個の第2A/D変換値A2が得られる。以上の(V1,A1)と(V2,A2)との2つのデータを結ぶ直線が、現在の各々のA/D変換器35aのA/D変換特性ADである。   In step S173, the first reference potential V1 is A / D converted to obtain (n + 1) first A / D converted values A1. Similarly, the reference voltage 39v is set to the second reference potential V2 in step S174, and (n + 1) second A / D conversion values A2 are obtained in step S175. The straight line connecting the above two data (V1, A1) and (V2, A2) is the current A / D conversion characteristic AD of each A / D converter 35a.

ステップS176で、各々のA/D変換器35aの基準A/D変換特性ADが読み出される。基準A/D変換特性ADは、予めステップS173からステップS175の各動作を行って測定された、少なくとも(V1,A1)と(V2,A2)の2点のデータで表される各々のA/D変換器35aの基準特性で、測定時の温度Tとともに記憶部6に記憶されていたものである。 In step S176, the reference A / D conversion characteristic AD 0 for each A / D converter 35a is read. The reference A / D conversion characteristic AD 0 is represented by data of at least (V1, A1 0 ) and (V2, A2 0 ) at least two points measured in advance by performing each operation from step S173 to step S175. in reference characteristic of the a / D converter 35a, it is the temperature T 0 at the time of measurement that have been stored in the storage unit 6.

続いて、ステップS177で、A/D変換特性ADと基準A/D変換特性ADとを用いて、補正値が演算される。 Subsequently, in step S177, by using the A / D conversion characteristic AD with the reference A / D conversion characteristic AD 0, the correction value is calculated.

まず、あるA/D変換器35aの、ステップS173からステップS175で求められた現在のA/D変換特性ADと、記憶部6から読み出された基準A/D変換特性ADとを、図10(a)に示す。図10は、本発明における温度補正値の演算方法を示すグラフである。 First, a certain A / D converter 35a, and the current A / D conversion characteristic AD determined in step S175 from step S173, the reference A / D conversion characteristic AD 0 read out from the storage unit 6, FIG. 10 (a). FIG. 10 is a graph showing a method for calculating a temperature correction value in the present invention.

図10(a)のグラフから分かるように、現在のA/D変換特性ADは、基準A/D変換特性ADとに対して、上方向にシフトするとともに、傾きが立っている。 As can be seen from the graph of FIG. 10 (a), the current A / D conversion characteristic AD, relative to the reference A / D conversion characteristic AD 0, with shifts upward slope is standing.

現在のA/D変換特性ADを、
ADout=α・Vin+β
とすると、
α=(A2−A1)/(V2−V1)
β=A1−α・V1=A1−(A2−A1)・V1/(V2−V1)
となる。
The current A / D conversion characteristic AD
ADout = α ・ Vin + β
Then,
α = (A2-A1) / (V2-V1)
β = A1-α · V1 = A1- (A2-A1) · V1 / (V2-V1)
It becomes.

同様に、基準A/D変換特性ADを、
ADout=γ・Vin
とすると、
γ==(A2−A1)/(V2−V1
となる。
Similarly, the reference A / D conversion characteristic AD 0 is
ADout = γ · Vin
Then,
γ == (A2 0 −A1 0 ) / (V2 0 −V1 0 )
It becomes.

従って、現在のA/D変換特性ADを基準A/D変換特性ADに近づけるためには、まず、現在のA/D変換特性ADをA/Dオフセット補正値βだけ平行移動(減算)した後に、傾きαにA/D傾き補正値δを乗算して傾きγに変換することが必要である。 Therefore, in order to bring the current A / D conversion characteristic AD closer to the reference A / D conversion characteristic AD 0 , first, the current A / D conversion characteristic AD is translated (subtracted) by the A / D offset correction value β. Later, it is necessary to multiply the inclination α by the A / D inclination correction value δ to convert it to the inclination γ.

よって、A/Dオフセット補正値βおよびA/D傾き補正値δは、
β=A1−(A2−A1)・V1/(V2−V1)・・・(1式)
δ=γ/α=(A2−A1)・(V2−V1)/(V2−V1)・(A2−A1)・・・(2式)
となる。
Therefore, the A / D offset correction value β and the A / D inclination correction value δ are
β = A1- (A2-A1) .V1 / (V2-V1) (1 formula)
δ = γ / α = (A2 0 −A1 0 ) · (V2−V1) / (V2 0 −V1 0 ) · (A2−A1) (Expression 2)
It becomes.

ステップS178で、(n+1)個の各々のA/D変換器35aのA/Dオフセット補正値βおよびA/D傾き補正値δが記憶部6に記憶される。ステップS179で、制御部5のA/D変換補正値演算部51によって、撮像素子3のA/D入力切替部39の(n+1)個のスイッチ39aがオフセット補正回路38の出力側に切り替えられて撮像状態にされて、図7のステップS17に戻る。   In step S178, the A / D offset correction value β and the A / D inclination correction value δ of each of the (n + 1) A / D converters 35a are stored in the storage unit 6. In step S179, the (n + 1) switches 39a of the A / D input switching unit 39 of the image sensor 3 are switched to the output side of the offset correction circuit 38 by the A / D conversion correction value calculation unit 51 of the control unit 5. The imaging state is set, and the process returns to step S17 in FIG.

ここに、ステップS17「A/D変換特性検出サブルーチン」は、本発明におけるA/D変換特性検出工程として機能する。   Here, step S17 “A / D conversion characteristic detection subroutine” functions as an A / D conversion characteristic detection step in the present invention.

続いて、図9に示すステップS19「光電変換特性検出サブルーチン」が実行される。図9において、ステップS191で、パラメータkが0(ゼロ)にセットされる。ステップS192で、パラメータkに1が加算される。   Subsequently, step S19 “photoelectric conversion characteristic detection subroutine” shown in FIG. 9 is executed. In FIG. 9, the parameter k is set to 0 (zero) in step S191. In step S192, 1 is added to the parameter k.

ステップS193で、全てのモニタ画素32aに、温度に依存しない所定の電流値の電流Idとして第kの電流Ikが供給され、ステップS194で、モニタ画素32aで第kの電流Ikが光電変換され、A/D変換部35でA/D変換されて、第kの光電変換出力Bkが取得される。   In step S193, the kth current Ik is supplied as a current Id having a predetermined current value independent of temperature to all the monitor pixels 32a. In step S194, the kth current Ik is photoelectrically converted in the monitor pixel 32a. A / D conversion is performed by the A / D converter 35 to obtain a kth photoelectric conversion output Bk.

ステップS195で、画像処理部4のA/Dオフセット補正部41によって、ステップS17で演算されたA/Dオフセット補正値βだけ第kの光電変換出力Bkが平行移動されて、A/Dオフセット補正が施される。   In step S195, the A / D offset correction unit 41 of the image processing unit 4 translates the kth photoelectric conversion output Bk by the A / D offset correction value β calculated in step S17, so that A / D offset correction is performed. Is given.

続いて、ステップS196で、画像処理部4のA/D傾き補正部42によって、ステップS17で演算されたA/D傾き補正値δが、A/Dオフセット補正が施された第kの光電変換出力Bkに乗算されることでA/D傾き補正が施されて、第kの補正光電変換出力Bk2が生成される。   Subsequently, in step S196, the A / D inclination correction unit 42 of the image processing unit 4 converts the A / D inclination correction value δ calculated in step S17 into the k-th photoelectric conversion subjected to A / D offset correction. By multiplying the output Bk, A / D inclination correction is performed, and a k-th corrected photoelectric conversion output Bk2 is generated.

ステップS195およびS196によって、A/D変換特性ADの温度特性が除去された補正光電変換出力を得ることが出来るので、ステップS198以降で、より正確な光電変換特性の温度特性を検出し、補正することができる。   Since the corrected photoelectric conversion output from which the temperature characteristic of the A / D conversion characteristic AD is removed can be obtained by steps S195 and S196, a more accurate temperature characteristic of the photoelectric conversion characteristic is detected and corrected in step S198 and subsequent steps. be able to.

ステップS197で、パラメータk≧4か否かが確認される。パラメータkが4に等しくなるまで、ステップS192からS195の動作が4回繰り返される。   In step S197, it is confirmed whether parameter k ≧ 4. Until the parameter k becomes equal to 4, the operations from step S192 to S195 are repeated four times.

ここで、第1の電流I1は、画素31aの最低照度での光電流Ipよりも少し大きい電流値であり、第2の電流I2は、撮像装置1の全使用温度範囲で画素31aの光電変換特性が線形特性となる光電流Ipの最大値よりも少し小さい電流値である。第1の電流I1と第2の電流I2とを用いて、現在の光電変換特性PCの線形特性が検出される。   Here, the first current I1 is a current value slightly larger than the photocurrent Ip at the minimum illuminance of the pixel 31a, and the second current I2 is photoelectric conversion of the pixel 31a in the entire use temperature range of the imaging device 1. The current value is a little smaller than the maximum value of the photocurrent Ip whose characteristic is a linear characteristic. The current linear characteristic of the photoelectric conversion characteristic PC is detected using the first current I1 and the second current I2.

同様に、第3の電流I3は、撮像装置1の全使用温度範囲で画素31aの光電変換特性が対数特性となる光電流Ipの最小値よりも少し大きい電流値であり、第4の電流I4は、画素31aの最高照度での光電流Ipよりも少し小さい電流値である。第3の電流I3と第4の電流I4とを用いて、現在の光電変換特性PCの対数特性が検出される。   Similarly, the third current I3 is a current value slightly larger than the minimum value of the photocurrent Ip in which the photoelectric conversion characteristic of the pixel 31a becomes a logarithmic characteristic in the entire use temperature range of the imaging device 1, and the fourth current I4. Is a current value slightly smaller than the photocurrent Ip at the maximum illuminance of the pixel 31a. Using the third current I3 and the fourth current I4, the logarithmic characteristic of the current photoelectric conversion characteristic PC is detected.

パラメータkが4になったら(ステップS197;Yes)、ステップS198で、各々のモニタ画素32aの基準光電変換特性PCが読み出される。基準光電変換特性値PCは、予めステップステップS192からS195の各動作を行って測定された、少なくとも(I1,B1)、(I2,B2)、(I3,B3)および(I4,B4)の4点のデータで表される各々のモニタ画素32aの基準特性で、測定時の温度Tとともに記憶部6に記憶されていたものである。 When the parameter k becomes 4 (Step S197; Yes), in step S198, the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 of each monitor pixel 32a is read out. The reference photoelectric conversion characteristic value PC 0 is measured in advance by performing the operations of steps S192 to S195, and is at least (I1, B1 0 ), (I2, B2 0 ), (I3, B3 0 ), and (I4, B4 0 at the reference characteristics of each monitor pixel 32a represented by data of four points), in which is stored in the storage unit 6 as the temperature T 0 at the time of measurement.

現在の光電変換特性PCにA/D変換部35の温度特性が補正された、現在の補正光電変換特性PC2と基準光電変換特性PCの関係を、図10(b)に示す。 Temperature characteristics of the A / D converter 35 to the current of the photoelectric conversion characteristics PC is corrected, the relation of the current correction photoelectric conversion characteristic PC2 and the reference photoelectric conversion characteristic PC 0, shown in Figure 10 (b).

ステップS199で、A/D変換部35の温度特性が補正された現在の補正光電変換特性PC2と基準光電変換特性PCとを用いて、各補正値が演算される。まず、基準光電変換特性PCの線形特性LNを、
LN=ε・Id+φ
とすると、線形特性の傾きは常に一定であるため、現在の補正光電変換特性PC2の線形特性LNhは、
LNh=ε・Id+ξ
で表される。ここに、φおよびξは、基準光電変換特性PCの線形特性LNおよび現在の補正光電変換特性PC2の線形特性LNhの第1の電流I1よりも十分小さい電流I0(ゼロ)での出力値である。よって、
B1=ε・I1+φ
B2=ε・I2+φ
B12=ε・I1+ξ
B22=ε・I2+ξ
であり、
ε=(B2−B1)/(I2−I1)=(B22−B12)/(I2−I1)
φ=B1−ε・I1
ξ=B12−ε・I1
となる。
In step S199, by using the current correction photoelectric conversion characteristic PC2 and the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 that temperature characteristics have been corrected A / D converter 35, the correction value is calculated. First, the linear characteristic LN 0 of the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 is
LN 0 = ε · Id + φ
Then, since the slope of the linear characteristic is always constant, the linear characteristic LNh of the current corrected photoelectric conversion characteristic PC2 is
LNh = ε · Id + ξ
It is represented by Here, φ and ξ are output values at a current I 0 (zero) sufficiently smaller than the first current I 1 of the linear characteristic LN 0 of the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 and the linear characteristic LNh of the current corrected photoelectric conversion characteristic PC 2. It is. Therefore,
B1 0 = ε · I1 + φ
B2 0 = ε · I2 + φ
B12 = ε · I1 + ξ
B22 = ε · I2 + ξ
And
ε = (B2 0 −B1 0 ) / (I2−I1) = (B22−B12) / (I2−I1)
φ = B1 0 −ε · I1
ξ = B12−ε · I1
It becomes.

よって、オフセット補正値κは、
κ=ξ−φ=B12−B1・・・(3式)
である。
Therefore, the offset correction value κ is
κ = ξ−φ = B12−B1 0 (3 formulas)
It is.

なお、オフセット補正値κは、温度に依存しない所定の電流値の電流Idを供給せずに、フォトダイオードPDによる暗電流のみが流れている状態での、現在の光電変換特性の出力と基準光電変換特性の出力との差を用いても良い。   Note that the offset correction value κ does not supply the current Id having a predetermined current value that does not depend on the temperature, and the current photoelectric conversion characteristic output and the reference photoelectric in the state where only the dark current from the photodiode PD flows. A difference from the output of the conversion characteristic may be used.

次に、対数特性領域では、基準光電変換特性PCの対数特性LOGおよび現在の補正光電変換特性PC2の対数特性LOGhを
LOG=μ・log(Id)+ν
LOGh=χ・log(Id)+ψ
とする。νは、基準光電変換特性PCの変曲点Ptを与える光電流Iptでの対数特性LOG出力値である。また、ψは同じく光電流Iptでの現在の補正光電変換特性PC2の対数特性LOGh出力値である。よって、
B3=μ・log(I3)+ν
B4=μ・log(I4)+ν
B32=χ・log(I3)+ψ
B42=χ・log(I4)+ψ
となり、これらから、
μ=(B4−B3)/(log(I4)−log(I3))
ν=B3−μ・log(I3)
χ=(B42−B32)/(log(I4)−log(I3))
ψ=B32−χ・log(I3)
である。
Next, in the logarithmic characteristic region, the logarithmic characteristic LOG 0 of the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 and the logarithmic characteristic LOGh of the current correction photoelectric conversion characteristic PC 2 are set as follows: LOG 0 = μ · log (Id) + ν
LOGh = χ · log (Id) + ψ
And ν is the logarithmic characteristic LOG 0 output value at the photocurrent Ipt 0 giving the inflection point Pt 0 of the reference photoelectric conversion characteristic PC 0 . Also, [psi is also present logarithmic characteristic LOGh output value of the correction photoelectric conversion characteristic PC2 of photocurrent Ipt 0. Therefore,
B3 0 = μ · log (I3) + ν
B4 0 = μ · log (I4) + ν
B32 = χ · log (I3) + ψ
B42 = χ · log (I4) + ψ
And from these,
μ = (B4 0 −B3 0 ) / (log (I4) −log (I3))
ν = B3 0 −μ · log (I3)
χ = (B42−B32) / (log (I4) −log (I3))
ψ = B32−χ · log (I3)
It is.

よって、変曲点補正値σは、
σ=ν−ψ=B3−B32−(μ−χ)・log(I3)・・・(4式)
であり、対数特性傾き補正値θは、
θ=χ/μ=(B42−B32)/(B4−B3)・・・(5式)
である。
Therefore, the inflection point correction value σ is
σ = ν−ψ = B3 0 −B32− (μ−χ) · log (I3) (Expression 4)
The logarithmic characteristic slope correction value θ is
θ = χ / μ = (B42−B32) / (B4 0 −B3 0 ) (Expression 5)
It is.

ステップS200で、ステップS199で演算されたオフセット補正値κ、変曲点補正値σおよび対数特性傾き補正値θが記憶部6に記憶され、図7のステップS19に戻る。ここに、ステップS19「光電変換特性検出サブルーチン」は、本発明における光電変換特性検出工程として機能する。   In step S200, the offset correction value κ, the inflection point correction value σ, and the logarithmic characteristic slope correction value θ calculated in step S199 are stored in the storage unit 6, and the process returns to step S19 in FIG. Here, step S19 “photoelectric conversion characteristic detection subroutine” functions as a photoelectric conversion characteristic detection step in the present invention.

ステップS21で、タイマがリセットされて、再びタイマの計時が開始される。   In step S21, the timer is reset and the timer starts counting again.

ステップS23で、ステップS19で演算されたオフセット補正値κに基づいて、オフセットシフト部38によって、画素部31の各画素31aから出力された画素信号31pあるいはノイズ信号31nのオフセットが補正される。次にオフセット補正値38hが変更されるまで、補正されたオフセット値が保持される。ここに、ステップS23は、本発明におけるオフセット補正工程として機能する。   In step S23, the offset of the pixel signal 31p or the noise signal 31n output from each pixel 31a of the pixel unit 31 is corrected by the offset shift unit 38 based on the offset correction value κ calculated in step S19. Next, the corrected offset value is held until the offset correction value 38h is changed. Here, step S23 functions as an offset correction step in the present invention.

ステップS25で、ステップS19で演算された変曲点補正値σに基づいて、垂直走査回路34から出力される撮像時の転送トランジスタQ1の転送信号φTXの電位が制御されることで、画素部31の各画素31aの光電変換特性PCの変曲点Ptが、基準光電変換特性PCの基準変曲点Ptに一致する。次に変曲点補正値σが変更されるまで、補正された転送信号φTXの電位が保持される。ここに、ステップS25は、本発明における変曲点補正工程として機能する。 In step S25, the potential of the transfer signal φTX of the transfer transistor Q1 during imaging output from the vertical scanning circuit 34 is controlled based on the inflection point correction value σ calculated in step S19, thereby the pixel unit 31. inflection point Pt of the photoelectric conversion characteristics PC of each pixel 31a of the matches to the reference inflection point Pt 0 reference photoelectric conversion characteristic PC 0. Next, the corrected potential of the transfer signal φTX is held until the inflection point correction value σ is changed. Here, step S25 functions as an inflection point correction step in the present invention.

ステップS27で、補正されたオフセット値および補正された転送信号φTXで撮像が行われ、撮像素子3から撮像データ3sが出力される。   In step S27, imaging is performed with the corrected offset value and the corrected transfer signal φTX, and imaging data 3s is output from the imaging device 3.

ステップS29で、画像処理部4のA/Dオフセット補正部41によって、ステップS17で演算されたA/Dオフセット補正値βだけ撮像データ3sが平行移動されて、A/Dオフセット補正が施された撮像データ3soが生成される。次にA/Dオフセット補正値βが変更されるまでは、今回のA/Dオフセット補正値βが保持される。   In step S29, the A / D offset correction unit 41 of the image processing unit 4 translates the imaging data 3s by the A / D offset correction value β calculated in step S17 and performs A / D offset correction. Imaging data 3so is generated. Next, the current A / D offset correction value β is held until the A / D offset correction value β is changed.

続いて、ステップS31で、画像処理部4のA/D傾き補正部42によって、ステップS17で演算されたA/D傾き補正値δが、A/Dオフセット補正が施された撮像データ3soに乗算されることでA/D傾き補正が施されて、A/D補正撮像データ3sadが生成される。これによって、A/D変換特性ADが基準A/D変換特性ADに一致する。次にA/D傾き補正値が変更されるまでは、今回のA/D傾き補正値が保持される。 Subsequently, in step S31, the A / D inclination correction unit 42 of the image processing unit 4 multiplies the imaging data 3so subjected to A / D offset correction by the A / D inclination correction value δ calculated in step S17. As a result, A / D inclination correction is performed, and A / D corrected imaging data 3sad is generated. Thus, A / D conversion characteristic AD matches the reference A / D conversion characteristic AD 0. Next, the current A / D inclination correction value is held until the A / D inclination correction value is changed.

ステップS33で、画像処理部4の対数特性補正部43によって、ステップS19で演算された対数特性傾き補正値を用いてA/D補正撮像データ3sadに対数特性の傾き補正が施されて、画像データ4sが生成される。ここに、ステップS33は、本発明における対数特性補正工程として機能する。また、ステップS23、S25およびS33は、本発明における光電変換特性補正工程として機能する。   In step S33, the logarithmic characteristic correction unit 43 of the image processing unit 4 performs logarithmic characteristic inclination correction on the A / D-corrected imaging data 3sad using the logarithmic characteristic inclination correction value calculated in step S19. 4s is generated. Here, Step S33 functions as a logarithmic characteristic correction step in the present invention. Steps S23, S25 and S33 function as a photoelectric conversion characteristic correction step in the present invention.

ステップS35で、記憶部6に画像データ4sが記憶される。ステップS37で、撮像を終了するか否かが確認され、終了しない場合(ステップS37;No)、ステップS13に戻って、上述した各動作が繰り返される。終了する場合(ステップS37;Yes)、そのまま終了する。   In step S35, the image data 4s is stored in the storage unit 6. In step S37, it is confirmed whether or not imaging is to be ended. If not (step S37; No), the process returns to step S13 and the above-described operations are repeated. When the process ends (step S37; Yes), the process ends as it is.

なお、静止画の撮像および静止画の連写を行う場合には、ステップS11、S13、S15およびS21を省略し、レリーズ動作に合わせて、ステップS17からS37を行えばよい。   Note that when still image capturing and still image continuous shooting are performed, steps S11, S13, S15, and S21 may be omitted, and steps S17 to S37 may be performed in accordance with the release operation.

次に、本発明の撮像装置の実施の形態の動作の第2の例について、図11を用いて説明する。図11は、撮像装置の実施の形態の動作の第2の例を示すフローチャートのメインルーチンである。動作の第2の例では、撮像装置1のA/D変換特性ADおよび光電変換特性PCを、第1の例のように所定時間経過毎に検出するのではなく、撮像素子3の温度が前回の検出時の温度から所定値以上変化した場合に検出する。   Next, a second example of the operation of the embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a main routine of a flowchart showing a second example of the operation of the embodiment of the imaging apparatus. In the second example of the operation, the A / D conversion characteristic AD and the photoelectric conversion characteristic PC of the image pickup apparatus 1 are not detected every predetermined time as in the first example, but the temperature of the image pickup device 3 is the last time. This is detected when the temperature changes from the temperature at the time of detection by a predetermined value or more.

図11において、ステップS15で、撮像装置1の撮像動作のタイミングが、垂直ブランキング期間であるか否かが確認される。垂直ブランキング期間でない場合(ステップS15;No)、ステップS27に進む。   In FIG. 11, in step S15, it is confirmed whether or not the timing of the imaging operation of the imaging apparatus 1 is the vertical blanking period. If it is not the vertical blanking period (step S15; No), the process proceeds to step S27.

垂直ブランキング期間である場合(ステップS15;Yes)、ステップS41で、撮像素子3に内蔵された温度センサ33と制御部5の温度検出部55とによって、撮像素子3の温度が検出される。   If it is the vertical blanking period (step S15; Yes), the temperature of the image sensor 3 is detected by the temperature sensor 33 built in the image sensor 3 and the temperature detector 55 of the controller 5 in step S41.

ステップS43で、ステップS41で検出された撮像素子3の温度と前回の検出時の温度との差、即ち撮像素子3の温度変化が所定値よりも大きいあるいは等しいか否かが確認される。温度変化の所定値は、A/D変換特性および光電変換特性の温度特性の許容値等から適宜決定されればよい。   In step S43, it is confirmed whether or not the difference between the temperature of the image sensor 3 detected in step S41 and the temperature at the previous detection, that is, whether the temperature change of the image sensor 3 is greater than or equal to a predetermined value. The predetermined value of the temperature change may be appropriately determined from the allowable value of the temperature characteristic of the A / D conversion characteristic and the photoelectric conversion characteristic.

温度変化が所定値よりも小さい場合(ステップS43;No)、ステップS27に進む。温度変化が、所定値よりも大きいあるいは等しい場合(ステップS43;Yes)、ステップS17「A/D変換特性検出サブルーチン」に進む。以後の動作は、第1の例と同じであるので、説明は省略する。   When the temperature change is smaller than the predetermined value (step S43; No), the process proceeds to step S27. When the temperature change is greater than or equal to the predetermined value (step S43; Yes), the process proceeds to step S17 “A / D conversion characteristic detection subroutine”. Subsequent operations are the same as those in the first example, and a description thereof will be omitted.

さらに、第1の例と第2の例とを組み合わせて、所定時間経過毎に撮像素子3の温度を検出し、撮像素子3の温度が前回の検出時の温度から所定値以上変化した場合に、撮像装置1のA/D変換特性ADおよび光電変換特性PCを検出するようにしてもよい。   Further, when the temperature of the image sensor 3 is detected every predetermined time by combining the first example and the second example, and the temperature of the image sensor 3 changes by a predetermined value or more from the temperature at the previous detection. The A / D conversion characteristic AD and the photoelectric conversion characteristic PC of the imaging device 1 may be detected.

以上に述べたように、本発明によれば、撮像光学系で結像された被写体像を撮像する撮像素子と、撮像された被写体像をデジタルの撮像データに変換するアナログデジタル(A/D)変換部とを備えた撮像装置において、A/D変換部のA/D変換特性を検出するA/D変換特性検出部と、A/D変換特性検出部の検出結果に基づいて、A/D変換部のA/D変換特性を基準A/D変換特性に近づけるように補正するA/D変換特性補正部とを備えることで、A/D変換部の温度特性に関わらず、常に所定のダイナミックレンジで撮像することができる撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the image sensor that captures the subject image formed by the imaging optical system and the analog digital (A / D) that converts the captured subject image into digital image data. In an imaging apparatus including a conversion unit, an A / D conversion characteristic detection unit that detects an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit, and an A / D conversion based on a detection result of the A / D conversion characteristic detection unit By providing an A / D conversion characteristic correction unit that corrects the A / D conversion characteristic of the conversion unit so as to approach the reference A / D conversion characteristic, a predetermined dynamic is always obtained regardless of the temperature characteristic of the A / D conversion unit. It is possible to provide an imaging apparatus capable of imaging in a range and a temperature characteristic correction method for the imaging apparatus.

さらに、A/D変換特性補正部によって補正された撮像データに基づいて、撮像素子の光電変換特性を検出するので、撮像データがA/D変換部の温度特性を含まないために、光電変換特性の補正を正確に行うことができる撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法を提供することができる。   Furthermore, since the photoelectric conversion characteristics of the image sensor are detected based on the imaging data corrected by the A / D conversion characteristics correction unit, the imaging data does not include the temperature characteristics of the A / D conversion unit. It is possible to provide an image pickup apparatus and a temperature characteristic correction method for the image pickup apparatus that can accurately perform the above correction.

なお、本発明に係る撮像装置および撮像装置の温度特性補正方法を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   It should be noted that the detailed configuration and detailed operation of each component constituting the imaging apparatus and the temperature characteristic correction method for the imaging apparatus according to the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

1 撮像装置
2 撮像光学系
21 光軸
3 撮像素子
31 画素部
31a 画素
32 モニタ画素部
32a モニタ画素
33 温度センサ
34 垂直走査回路
35 アナログデジタル(A/D)変換部
35a アナログデジタル(A/D)変換器
36 水平シフトレジスタ
37 出力アンプ
38 オフセットシフト部
39 A/D入力切替部
3s 撮像データ
4画像処理部
41 A/Dオフセット補正部
42 A/D傾き補正部
43 対数特性補正部
4s 画像データ
5 制御部
51 A/D変換補正値演算部
52 光電変換補正値演算部
53 オフセット制御部
54 変曲点制御部
55 温度検出部
6 記憶部
7 表示部
8 インターフェース部(I/F部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Imaging optical system 21 Optical axis 3 Imaging element 31 Pixel part 31a Pixel 32 Monitor pixel part 32a Monitor pixel 33 Temperature sensor 34 Vertical scanning circuit 35 Analog digital (A / D) conversion part 35a Analog digital (A / D) Converter 36 Horizontal shift register 37 Output amplifier 38 Offset shift unit 39 A / D input switching unit 3s Imaging data 4 Image processing unit 41 A / D offset correction unit 42 A / D tilt correction unit 43 Logarithmic characteristic correction unit 4s Image data 5 Control unit 51 A / D conversion correction value calculation unit 52 Photoelectric conversion correction value calculation unit 53 Offset control unit 54 Inflection point control unit 55 Temperature detection unit 6 Storage unit 7 Display unit 8 Interface unit (I / F unit)

Claims (12)

被写体像を結像させる撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像された被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子で撮像された被写体像をデジタルの撮像データに変換するアナログデジタル(A/D)変換部とを備えた撮像装置において、
前記A/D変換部のA/D変換特性を検出するA/D変換特性検出部と、
前記A/D変換特性検出部の検出結果に基づいて、前記A/D変換部のA/D変換特性を基準A/D変換特性に近づけるように補正するA/D変換特性補正部とを備えたことを特徴とする撮像装置。
An imaging optical system for forming a subject image;
An image sensor that captures a subject image formed by the imaging optical system;
In an imaging apparatus including an analog-digital (A / D) conversion unit that converts a subject image captured by the imaging element into digital imaging data,
An A / D conversion characteristic detector for detecting an A / D conversion characteristic of the A / D converter;
An A / D conversion characteristic correction unit configured to correct the A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit so as to approach the reference A / D conversion characteristic based on the detection result of the A / D conversion characteristic detection unit; An imaging apparatus characterized by that.
前記A/D変換部への入力を切り替えるA/D入力切替部を有し、
前記A/D変換特性検出部は、
前記A/D入力切替部を用いて、前記A/D変換部に温度に依存しない所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換動作を行わせて、前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
An A / D input switching unit that switches input to the A / D conversion unit;
The A / D conversion characteristic detector is
Using the A / D input switching unit, a reference voltage having a predetermined potential independent of temperature is applied to the A / D conversion unit to perform an A / D conversion operation. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a / D conversion characteristic is detected.
前記A/D変換特性検出部は、所定時間が経過する毎に前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the A / D conversion characteristic detection unit detects an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit every time a predetermined time elapses. 前記A/D変換部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記A/D変換特性検出部は、前記温度検出部の検出結果が、前回の検出結果から所定値以上変化した場合に、前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の撮像装置。
A temperature detection unit for detecting the temperature of the A / D conversion unit;
The A / D conversion characteristic detection unit detects an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit when a detection result of the temperature detection unit changes by a predetermined value or more from a previous detection result. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記撮像素子は、前記A/D変換部を内蔵するとともに、温度センサを内蔵し、
前記温度検出部は、前記温度センサの出力に基づいて前記撮像素子の温度を検出することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
The image sensor includes the A / D converter and a temperature sensor.
The imaging apparatus according to claim 4, wherein the temperature detection unit detects a temperature of the imaging element based on an output of the temperature sensor.
前記A/D変換特性検出部は、撮像動作の垂直ブランキング期間中に前記A/D変換部のA/D変換特性を検出することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の撮像装置。   The said A / D conversion characteristic detection part detects the A / D conversion characteristic of the said A / D conversion part during the vertical blanking period of imaging operation | movement, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. The imaging device described. 前記A/D変換部は、上位ビットを逐次比較型で変換し、冗長ビットを含む下位ビットを積分型で変換するA/D変換器を有し、
前記A/D変換特性検出部は、
前記A/D変換部に、温度に依存しない少なくとも2つの所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換特性を検出し、
検出したA/D変換特性を用いて、
前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/Dオフセット補正値と、
前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/D傾き補正値とを演算し、
前記A/D変換特性補正部は、
前記A/Dオフセット補正値に基づいて、前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるとともに、
前記A/D傾き補正値に基づいて、前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づけることを特徴とする請求項2から6の何れか1項に記載の撮像装置。
The A / D converter includes an A / D converter that converts upper bits in a successive approximation type and converts lower bits including redundant bits in an integral type,
The A / D conversion characteristic detector is
Applying a reference voltage of at least two predetermined potentials independent of temperature to the A / D conversion unit to detect A / D conversion characteristics;
Using the detected A / D conversion characteristics,
An A / D offset correction value for bringing the offset of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
Calculating an A / D inclination correction value for bringing the inclination of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
The A / D conversion characteristic correction unit is
Based on the A / D offset correction value, the offset of the A / D conversion characteristic is brought close to the reference A / D conversion characteristic, and
7. The imaging apparatus according to claim 2, wherein an inclination of the A / D conversion characteristic is brought close to the reference A / D conversion characteristic based on the A / D inclination correction value.
前記撮像素子は、光電変換特性検出用画素を有し、
前記A/D変換特性補正部によって補正された前記光電変換特性検出用画素の光電変換出力に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を検出する光電変換特性検出部と、
前記光電変換特性検出部の検出結果に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を基準光電変換特性に近づけるように補正する光電変換特性補正部とを備えたことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の撮像装置。
The image sensor has a photoelectric conversion characteristic detection pixel,
A photoelectric conversion characteristic detection unit that detects a photoelectric conversion characteristic of the imaging element based on a photoelectric conversion output of the photoelectric conversion characteristic detection pixel corrected by the A / D conversion characteristic correction unit;
8. A photoelectric conversion characteristic correction unit that corrects the photoelectric conversion characteristic of the image sensor so as to approach a reference photoelectric conversion characteristic based on a detection result of the photoelectric conversion characteristic detection unit. The imaging device according to any one of the above.
被写体像を結像させる撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像された被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像信号をデジタルの撮像データに変換するA/D変換部とを備えた撮像装置の温度特性補正方法において、
前記A/D変換部のA/D変換特性を検出するA/D変換特性検出工程と、
前記A/D変換特性検出工程の検出結果に基づいて、前記A/D変換部のA/D変換特性を基準A/D変換特性に近づけるように補正するA/D変換特性補正工程とを備えたことを特徴とする撮像装置の温度特性補正方法。
An imaging optical system for forming a subject image;
An image sensor that captures a subject image formed by the imaging optical system and outputs an imaging signal;
In the temperature characteristic correction method for an imaging apparatus, comprising: an A / D conversion unit that converts the imaging signal into digital imaging data;
An A / D conversion characteristic detection step of detecting an A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit;
An A / D conversion characteristic correction step of correcting the A / D conversion characteristic of the A / D conversion unit so as to approach the reference A / D conversion characteristic based on the detection result of the A / D conversion characteristic detection step. A method for correcting temperature characteristics of an imaging apparatus, characterized in that:
前記A/D変換部への入力を切り替えるA/D入力切替部を有し、
前記A/D変換特性検出工程は、
前記A/D入力切替部を用いて、前記A/D変換部に温度に依存しない所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換動作を行わせて、前記A/D変換部のA/D変換特性を検出する工程であることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置の温度特性補正方法。
An A / D input switching unit that switches input to the A / D conversion unit;
The A / D conversion characteristic detection step includes
Using the A / D input switching unit, a reference voltage having a predetermined potential independent of temperature is applied to the A / D conversion unit to perform an A / D conversion operation. The method for correcting a temperature characteristic of an imaging apparatus according to claim 9, wherein the method is a step of detecting a / D conversion characteristic.
前記A/D変換部は、上位ビットを逐次比較型で変換し、冗長ビットを含む下位ビットを積分型で変換するA/D変換器であり、
前記A/D変換特性検出工程は、
前記A/D変換部に、温度に依存しない少なくとも2つの所定の電位の基準電圧を印加してA/D変換特性を検出し、
検出したA/D変換特性を用いて、
前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/Dオフセット補正値と、
前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づけるためのA/D傾き補正値とを演算する工程であり、
前記A/D変換特性補正工程は、
前記A/Dオフセット補正値に基づいて、前記A/D変換特性のオフセットを前記基準A/D変換特性に近づけるとともに、
前記A/D傾き補正値に基づいて、前記A/D変換特性の傾きを前記基準A/D変換特性に近づける工程であることを特徴とする請求項10に記載の撮像装置の温度特性補正方法。
The A / D converter is an A / D converter that converts upper bits in a successive approximation type and converts lower bits including redundant bits in an integral type.
The A / D conversion characteristic detection step includes
Applying a reference voltage of at least two predetermined potentials independent of temperature to the A / D conversion unit to detect A / D conversion characteristics;
Using the detected A / D conversion characteristics,
An A / D offset correction value for bringing the offset of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
A step of calculating an A / D inclination correction value for bringing the inclination of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic;
The A / D conversion characteristic correction step includes:
Based on the A / D offset correction value, the offset of the A / D conversion characteristic is brought close to the reference A / D conversion characteristic, and
The temperature characteristic correction method for an imaging apparatus according to claim 10, wherein the step is a step of bringing the slope of the A / D conversion characteristic closer to the reference A / D conversion characteristic based on the A / D inclination correction value. .
前記撮像素子は、光電変換特性検出用画素を有し、
前記A/D変換特性補正工程によって補正された前記光電変換特性検出用画素の光電変換出力に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を検出する光電変換特性検出工程と、
前記光電変換特性検出工程の検出結果に基づいて、前記撮像素子の光電変換特性を基準光電変換特性に近づけるように補正する光電変換特性補正工程とを備えたことを特徴とする請求項9から11の何れか1項に記載の撮像装置の温度特性補正方法。
The image sensor has a photoelectric conversion characteristic detection pixel,
A photoelectric conversion characteristic detection step of detecting a photoelectric conversion characteristic of the image sensor based on a photoelectric conversion output of the photoelectric conversion characteristic detection pixel corrected by the A / D conversion characteristic correction step;
12. A photoelectric conversion characteristic correction step for correcting the photoelectric conversion characteristic of the image sensor so as to approach a reference photoelectric conversion characteristic based on a detection result of the photoelectric conversion characteristic detection step. The temperature characteristic correction method for an imaging apparatus according to any one of the above.
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