JP2787710B2 - 光電変換装置の信号補正装置 - Google Patents
光電変換装置の信号補正装置Info
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
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- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
- H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電変換装置の信号補正装置に関するもので
ある。
ある。
CCDイメージセンサのような光電変換装置が、カメラ
の焦点検出用に用いられているが、この種の電荷蓄積型
センサでは入射光に関係なく発生する暗電流成分が、特
に低輝度時に焦点検出性能に限界を与える要因となって
いる。
の焦点検出用に用いられているが、この種の電荷蓄積型
センサでは入射光に関係なく発生する暗電流成分が、特
に低輝度時に焦点検出性能に限界を与える要因となって
いる。
これは低輝度時においては、ある程度の信号成分を得
るためにセンサの蓄積時間を長くするが、この時、暗電
流成分は蓄積時間に比例して発生するので、暗電流成分
と信号成分の比（S/N）が低下するからである。このた
め暗電流成分を補償する方法がいくつか提案されてい
る。
るためにセンサの蓄積時間を長くするが、この時、暗電
流成分は蓄積時間に比例して発生するので、暗電流成分
と信号成分の比（S/N）が低下するからである。このた
め暗電流成分を補償する方法がいくつか提案されてい
る。
例えば、受光部の一部を遮光して、開口部出力とこの
遮光部出力の差をとる方法がある。しかしこれは次の点
で充分とはいえない。即ち上記の補償は暗電流による黒
基準のシフトを補正するのであって、各受光ビットに実
際に重畳している暗電流成分を補償するものではない
為、不充分であった。
遮光部出力の差をとる方法がある。しかしこれは次の点
で充分とはいえない。即ち上記の補償は暗電流による黒
基準のシフトを補正するのであって、各受光ビットに実
際に重畳している暗電流成分を補償するものではない
為、不充分であった。
また例えば特開昭63−263881には温度検知手段と蓄積
時間計数手段から各受光ビットを補償する例が述べられ
ている。ここでは予めEEPROMに書き込まれた暗時出力値
から前述の温度検知手段出力と蓄積時間計数手段出力か
ら演算で補正すべき値を求めている（暗時出力は環境温
度及び蓄積時間により影響を受ける）。
時間計数手段から各受光ビットを補償する例が述べられ
ている。ここでは予めEEPROMに書き込まれた暗時出力値
から前述の温度検知手段出力と蓄積時間計数手段出力か
ら演算で補正すべき値を求めている（暗時出力は環境温
度及び蓄積時間により影響を受ける）。
しかしながらこの方法はビット毎に補正できる利点は
あるものの、別途温度検知手段及び蓄積時間計数手段を
設ける必要があり、装置が複雑になっていた。
あるものの、別途温度検知手段及び蓄積時間計数手段を
設ける必要があり、装置が複雑になっていた。
上記問題点を解決する為の第一の発明は、 『（１） 複数の光電変換素子の一部が遮光された光遮
蔽画素部（1a〜1d）と、残りの遮光されない開口画素部
（1e〜1p）とから成り、光電信号を出力する光電変換素
子列（１）を有し、 前記光遮蔽画素部の画素信号、開口画素部の光電信号
の順に時系列的に読み出せるように構成した光電変換装
置において、 前記光電変換素子列が遮光された際の暗時の各素子の
暗出力として第一暗データ（Vref＊）を予め記憶してお
く第一記憶手段（不揮発性メモリ18）と、 光検出に際して前記入光遮蔽画素部から暗出力の第二
暗データ（V1b,V1c）を求めて、前記光遮蔽画素部の基
準素子に対応する前記第一暗データと前記第二暗データ
との比（Ｋ）と、該基準素子以外の各素子の前記第一暗
データ（Vref＊）とに基づき、前記開口画素部の各素子
の暗出力に対応する補正量（Vco＊）を算出する補正量
算出手段（CPU17）と、 前記補正量に基づき、前記光電変換素子列の各光電出
力を補正して新たな光電出力を算出する処理手段（CPU1
7）とを備えたことを特徴とする光電変換装置の信号補
正装置。』である。
蔽画素部（1a〜1d）と、残りの遮光されない開口画素部
（1e〜1p）とから成り、光電信号を出力する光電変換素
子列（１）を有し、 前記光遮蔽画素部の画素信号、開口画素部の光電信号
の順に時系列的に読み出せるように構成した光電変換装
置において、 前記光電変換素子列が遮光された際の暗時の各素子の
暗出力として第一暗データ（Vref＊）を予め記憶してお
く第一記憶手段（不揮発性メモリ18）と、 光検出に際して前記入光遮蔽画素部から暗出力の第二
暗データ（V1b,V1c）を求めて、前記光遮蔽画素部の基
準素子に対応する前記第一暗データと前記第二暗データ
との比（Ｋ）と、該基準素子以外の各素子の前記第一暗
データ（Vref＊）とに基づき、前記開口画素部の各素子
の暗出力に対応する補正量（Vco＊）を算出する補正量
算出手段（CPU17）と、 前記補正量に基づき、前記光電変換素子列の各光電出
力を補正して新たな光電出力を算出する処理手段（CPU1
7）とを備えたことを特徴とする光電変換装置の信号補
正装置。』である。
また、第二の発明は、 『（２） 複数の光電変換素子の一部が遮光された光遮
蔽画素部（1a〜1d）と、残りの遮光されない開口画素部
（1e〜1p）とから成り、画素信号を出力する光電変換素
子列を有し、 前記光遮蔽画素部の画素信号、開口画素部の画素信号
の順に時系列的に読み出せるように構成した光電変換装
置において、 前記光電変換素子列が遮光された暗時における、基準
素子（1b）の暗出力に対する各素子の暗出力の偏差情報
を第一暗データ（Ｎ）として予め記憶しておく第一記憶
手段（不揮発性メモリ18）と、 前記第一記憶手段の第一暗データ（Ｎ）に基づき、実
際に光検出をした際の前記各素子の暗出力に対応する補
正量（Ｔ）を算出する補正量算出手段（CPU17）と、 前記補正量に基づき、前記光電変換素子列の各光電出
力を補正して新たな光電出力を算出する処理手段（CPU1
7）とを備えたことを特徴とする光電変換装置の信号補
正装置。』である。
蔽画素部（1a〜1d）と、残りの遮光されない開口画素部
（1e〜1p）とから成り、画素信号を出力する光電変換素
子列を有し、 前記光遮蔽画素部の画素信号、開口画素部の画素信号
の順に時系列的に読み出せるように構成した光電変換装
置において、 前記光電変換素子列が遮光された暗時における、基準
素子（1b）の暗出力に対する各素子の暗出力の偏差情報
を第一暗データ（Ｎ）として予め記憶しておく第一記憶
手段（不揮発性メモリ18）と、 前記第一記憶手段の第一暗データ（Ｎ）に基づき、実
際に光検出をした際の前記各素子の暗出力に対応する補
正量（Ｔ）を算出する補正量算出手段（CPU17）と、 前記補正量に基づき、前記光電変換素子列の各光電出
力を補正して新たな光電出力を算出する処理手段（CPU1
7）とを備えたことを特徴とする光電変換装置の信号補
正装置。』である。
本発明は、光電変換素子列の各画素の有する暗データ
にバラツキがあっても（暗データは環境温度及び蓄積時
間及び画素性能により変化する為）、各画素毎にその暗
データ分を補正することにより適正の光電出力データを
得ることができる。その為に、本発明の実施例では、製
造、組立時に光電変換素子列を遮光することにより、各
画素の第一暗データを記憶する。次に、通常の使用の際
に光電変換素子列の遮蔽画素部の第二暗データを出力さ
せ、そして、適正な光電出力データを得る為に、第一暗
データ及び／又は第二暗データに基づき、開口画素部の
各画素の暗出力のバラツキを求める。その結果、製造、
組立時と環境温度や蓄積時間が異なる実際の使用時にお
いて、環境温度及び蓄積時間の影響を受けた暗データ分
が適切に除去され、適正な光電出力データを求めること
ができる。
にバラツキがあっても（暗データは環境温度及び蓄積時
間及び画素性能により変化する為）、各画素毎にその暗
データ分を補正することにより適正の光電出力データを
得ることができる。その為に、本発明の実施例では、製
造、組立時に光電変換素子列を遮光することにより、各
画素の第一暗データを記憶する。次に、通常の使用の際
に光電変換素子列の遮蔽画素部の第二暗データを出力さ
せ、そして、適正な光電出力データを得る為に、第一暗
データ及び／又は第二暗データに基づき、開口画素部の
各画素の暗出力のバラツキを求める。その結果、製造、
組立時と環境温度や蓄積時間が異なる実際の使用時にお
いて、環境温度及び蓄積時間の影響を受けた暗データ分
が適切に除去され、適正な光電出力データを求めること
ができる。
本発明の第一実施例を第１図〜第５図に基づき説明す
る。
る。
第１図は本発明の実施例の電荷蓄積型イメージセンサ
を示す図である。
を示す図である。
光電変換画素列１は、複数の光電変換素子からなり、
アルミAlによりその上面が覆われ遮光された光遮蔽画素
部1a〜1dと、遮光されていない開口画素部1e〜1pとから
構成されている。
アルミAlによりその上面が覆われ遮光された光遮蔽画素
部1a〜1dと、遮光されていない開口画素部1e〜1pとから
構成されている。
電荷蓄積部２は、各画素1a〜1pに各々設けられてい
て、後述のパルス発生器からの蓄積信号ΦINTにより光
電電荷の蓄積動作が制御される。またシフトゲート４
は、CCDシフトレジスタ３と蓄積部２の間に設けられ、
パルス発生器からのシフト信号ΦTGにより、蓄積部２に
蓄積した電荷を一斉にCCDシフトレジスタ３へ移送す
る。
て、後述のパルス発生器からの蓄積信号ΦINTにより光
電電荷の蓄積動作が制御される。またシフトゲート４
は、CCDシフトレジスタ３と蓄積部２の間に設けられ、
パルス発生器からのシフト信号ΦTGにより、蓄積部２に
蓄積した電荷を一斉にCCDシフトレジスタ３へ移送す
る。
移送された各画素信号電荷は、CCDシフトレジスタ３
へ付与される転送クロックΦ１と逆相のΦ２により順次
シリアル転送され、出力アンプ部５へ送られる。出力ア
ンプ部５は、電荷リセット用トタンジスタ5a、出力トラ
ンジスタ5b、抵抗5c、等価キャパシタ5dで構成され、順
次転送される信号電荷を電圧に変換し、これをVoutに出
力する。また、出力アンプ部５は、出力されている信号
電荷を次段の信号電荷が転送される前にリセットする機
能を有する公知の出力回路である。
へ付与される転送クロックΦ１と逆相のΦ２により順次
シリアル転送され、出力アンプ部５へ送られる。出力ア
ンプ部５は、電荷リセット用トタンジスタ5a、出力トラ
ンジスタ5b、抵抗5c、等価キャパシタ5dで構成され、順
次転送される信号電荷を電圧に変換し、これをVoutに出
力する。また、出力アンプ部５は、出力されている信号
電荷を次段の信号電荷が転送される前にリセットする機
能を有する公知の出力回路である。
第２図はこの電荷蓄積型イメージセンサの出力アンプ
部５の出力端子Voutに接続される信号処理回路を示した
ものである。
部５の出力端子Voutに接続される信号処理回路を示した
ものである。
出力アンプ部５の端子Voutは、バッファ６、バッファ
７に接続される。バッファ７の出力は、スイッチング用
FET8を経て他端が接地されたホールド用コンデンサ９及
びフォロア10の入力に接続される。
７に接続される。バッファ７の出力は、スイッチング用
FET8を経て他端が接地されたホールド用コンデンサ９及
びフォロア10の入力に接続される。
抵抗11、抵抗12、抵抗13、抵抗14、及び演算増幅器15
で差動増幅回路が構成されている。この演算増幅器15の
非反転端子には、フォロア10の出力が抵抗11を介して接
続され、また反転端子には、バッファ６の出力は抵抗12
を介して接続されている。
で差動増幅回路が構成されている。この演算増幅器15の
非反転端子には、フォロア10の出力が抵抗11を介して接
続され、また反転端子には、バッファ６の出力は抵抗12
を介して接続されている。
演算増幅器15の出力は、A/D変換器16に入力され更にA
/D変換回路の出力はCPU17に導かれる。またCPU17には不
揮発性半導体メモリ18が接続され、CPU17へ所望データ
の導入、導出が可能となっている。更にCPU17にはデー
タメモリ20が接続されている。
/D変換回路の出力はCPU17に導かれる。またCPU17には不
揮発性半導体メモリ18が接続され、CPU17へ所望データ
の導入、導出が可能となっている。更にCPU17にはデー
タメモリ20が接続されている。
また、パルス発生器19は、前述のイメージセンサに対
して信号ΦINT、ΦTG、Φ１、Φ２を送出し、またスイ
ッチング用FET8に対して信号ΦＳを送出する。スイッチ
ング用FET8はパルス発生器19からの信号ΦＳによりオン
／オフが制御される。
して信号ΦINT、ΦTG、Φ１、Φ２を送出し、またスイ
ッチング用FET8に対して信号ΦＳを送出する。スイッチ
ング用FET8はパルス発生器19からの信号ΦＳによりオン
／オフが制御される。
このように構成された実施例の動作を第３図のタイミ
ングチャートを基に説明する。ここでは、実際の使用時
に、光電変換素子列１のアルミにより遮光された遮蔽画
素部1a〜1dの第二暗データ（ここでは画素1bの暗デー
タ）をデータメモリ20に記憶する過程、及び開口画素部
1e〜1pから第二暗データ（ここでは画素1cの暗データ）
を差し引いた実際の光電出力データをデータメモリ20に
記憶する過程について説明する。尚、暗データとして、
光電変換素子列１の画素1b,1cを選択した理由は、画素1
a,1dに比べて信頼性が高いからである。即ち、画素1aは
該素子列１の端部に位置するため素子性能が悪く、また
画素1dは遮光されていない画素1eの隣に位置する為に画
素1eの影響を受ける。
ングチャートを基に説明する。ここでは、実際の使用時
に、光電変換素子列１のアルミにより遮光された遮蔽画
素部1a〜1dの第二暗データ（ここでは画素1bの暗デー
タ）をデータメモリ20に記憶する過程、及び開口画素部
1e〜1pから第二暗データ（ここでは画素1cの暗データ）
を差し引いた実際の光電出力データをデータメモリ20に
記憶する過程について説明する。尚、暗データとして、
光電変換素子列１の画素1b,1cを選択した理由は、画素1
a,1dに比べて信頼性が高いからである。即ち、画素1aは
該素子列１の端部に位置するため素子性能が悪く、また
画素1dは遮光されていない画素1eの隣に位置する為に画
素1eの影響を受ける。
CCDシフトレジスタ３に印加される転送クロックΦ１
が“H"のときに各信号電荷が一画素分、出力アンプ５に
転送される。即ち転送クロックΦ１が“H"となる毎に、
順次出力アンプ５から画素信号が時系列的に出力される
ことになる。また転送クロックΦ１が“H"から“L"に遷
移すると、電荷リセット用トランジスタ5aにリセットパ
ルスΦＲが与えられ、出力アンプ５の出力はリセットさ
れるようになっている。
が“H"のときに各信号電荷が一画素分、出力アンプ５に
転送される。即ち転送クロックΦ１が“H"となる毎に、
順次出力アンプ５から画素信号が時系列的に出力される
ことになる。また転送クロックΦ１が“H"から“L"に遷
移すると、電荷リセット用トランジスタ5aにリセットパ
ルスΦＲが与えられ、出力アンプ５の出力はリセットさ
れるようになっている。
（時点t0;蓄積動作中） タイミングt0は電荷蓄積部２の蓄積動作中である。
（時点t1;蓄積部からCCDへ移送時） 所定時間の経過により蓄積を終えるに際してシフトゲ
ート４にタイミングt1でパルスΦTG（Ｈ信号）がシフト
ゲート４に与えられる。すると各光電画素列１の蓄積部
２に蓄積されていた各信号電荷が、一斉にCCDシフトレ
ジスタ３に移送される。
ート４にタイミングt1でパルスΦTG（Ｈ信号）がシフト
ゲート４に与えられる。すると各光電画素列１の蓄積部
２に蓄積されていた各信号電荷が、一斉にCCDシフトレ
ジスタ３に移送される。
（時点t2;移送終了） シフトパルスΦTGがＬ信号となると、蓄積制御信号Φ
INTがリセットされ（Ｌ信号からＨ信号）、蓄積部２が
次の電荷蓄積に備える。
INTがリセットされ（Ｌ信号からＨ信号）、蓄積部２が
次の電荷蓄積に備える。
（時点t3;出力アンプ５のリセット完了） 転送クロックΦ１が“L"且つリセットパルスΦＲが消
失したタイミングt3において、サンプリング用FET8にゲ
ート信号ΦＳ（Ｈ信号）が与えられ、FET8がオンとな
る。従って、フォロア10の入力のホールド用コンデンサ
９には、CCDシフトレジスタ３の画素信号が出力アンプ
５に導入される前のリセットされた電位（VoutのＶR）
にセットされる。
失したタイミングt3において、サンプリング用FET8にゲ
ート信号ΦＳ（Ｈ信号）が与えられ、FET8がオンとな
る。従って、フォロア10の入力のホールド用コンデンサ
９には、CCDシフトレジスタ３の画素信号が出力アンプ
５に導入される前のリセットされた電位（VoutのＶR）
にセットされる。
（時点t4;画素1bの画素信号の転送開始） 転送クロックΦ１が“L"から“H"に遷移したタイミン
グt4でΦＳのＨ信号が解除されてスイッチング用FET8が
オフされ、フォロア10の出力は前述のＶR電位がホール
ドされる。
グt4でΦＳのＨ信号が解除されてスイッチング用FET8が
オフされ、フォロア10の出力は前述のＶR電位がホール
ドされる。
（時点t5:暗データの記憶） 転送クロックΦ１のＨ信号により出力アンプ５には、
光遮蔽画素1bに対応する電荷が導入され、その出力がフ
ォロア６に入力される。差動増幅回路の演算増幅器15の
出力ＶADは、光遮蔽画素1bの正味の出力であるV1bとな
り、これは蓄積の実動作に対応したモニタ用暗データで
ある。A/D変換器16はモニタ用暗データをA/D変換し、CP
U17はこれを第１のA/D変換値として、データメモリ20中
の所定番地に記憶させる。
光遮蔽画素1bに対応する電荷が導入され、その出力がフ
ォロア６に入力される。差動増幅回路の演算増幅器15の
出力ＶADは、光遮蔽画素1bの正味の出力であるV1bとな
り、これは蓄積の実動作に対応したモニタ用暗データで
ある。A/D変換器16はモニタ用暗データをA/D変換し、CP
U17はこれを第１のA/D変換値として、データメモリ20中
の所定番地に記憶させる。
（時点t6;画素1cの画素信号の転送開始） 光遮蔽部画素1cの出力タイミングt6で、再びサンプリ
ング用FET8にゲート終信号ΦＳ（Ｈ信号）が与えられ、
FET8をオンにする。フォロア10の入力のホールド用コン
デンサ９には、光遮蔽部の画素1cの出力V1cがセットさ
れる。
ング用FET8にゲート終信号ΦＳ（Ｈ信号）が与えられ、
FET8をオンにする。フォロア10の入力のホールド用コン
デンサ９には、光遮蔽部の画素1cの出力V1cがセットさ
れる。
（時点t7） 転送クロックΦ１が“H"から“L"に遷移する直前のタ
イミングt7でゲート信号ΦＳのオンは解除され、フォロ
ア10の出力は前述のV1cがホールドされる。
イミングt7でゲート信号ΦＳのオンは解除され、フォロ
ア10の出力は前述のV1cがホールドされる。
（時点t8;開口画素部の画素出力−暗データの記憶） 転送クロックΦ１が“H"となり、開口部画素1eに対応
する電荷が出力アンプ５に導入され、出力アンプ５の出
力端子Voutからその出力V1eがフォロア６に入力され
る。差動増幅回路の出力ＶADは、開口部画素出力V1eか
ら前述の暗データV1cが差し引かれたデータ（V1e−V1
c）となり、これをA/D変換器16はA/D変換し、CPU17はこ
れを開口部画素1eの画素信号として、データメモリ20中
の所定番地に記憶する。
する電荷が出力アンプ５に導入され、出力アンプ５の出
力端子Voutからその出力V1eがフォロア６に入力され
る。差動増幅回路の出力ＶADは、開口部画素出力V1eか
ら前述の暗データV1cが差し引かれたデータ（V1e−V1
c）となり、これをA/D変換器16はA/D変換し、CPU17はこ
れを開口部画素1eの画素信号として、データメモリ20中
の所定番地に記憶する。
（時点t9） 同様に開口部画素1fに対応する出力V1f−V1cがデータ
メモリ20中の所定番地に記憶される。
メモリ20中の所定番地に記憶される。
以下同様に、転送クロックΦ１が“H"に同期入して、
開口画素1g〜1pに対応する出力も暗データV1cが差し引
かれたデータとしてデータメモリ20中の所定番地に記憶
される。
開口画素1g〜1pに対応する出力も暗データV1cが差し引
かれたデータとしてデータメモリ20中の所定番地に記憶
される。
以上の動作によって光遮蔽画素の暗時出力である第二
暗データV1bと、開口画素部の出力である光電出力デー
タV1e−V1c、V1f−V1c、・・・・・とがデータメモリ20
中の所定番地に順次記憶される。
暗データV1bと、開口画素部の出力である光電出力デー
タV1e−V1c、V1f−V1c、・・・・・とがデータメモリ20
中の所定番地に順次記憶される。
尚、このダークレベルとの差をA/D変換することは、A
/D変換入力範囲から規制される信号のダイナミックレン
ジをより広い範囲で確保できる点で有効である。
/D変換入力範囲から規制される信号のダイナミックレン
ジをより広い範囲で確保できる点で有効である。
次に不揮発メモリ18に暗時出力データを記憶させる点
について述べる。まず光電変換画素列１を遮光装置によ
り暗黒状態にする。カメラの焦点検出用に供されている
例では個々のカメラの製造、組立、調整時等になされ
る。第４図はこのときの動作を説明するタイミング図で
ある。各タイミングに従って説明する。
について述べる。まず光電変換画素列１を遮光装置によ
り暗黒状態にする。カメラの焦点検出用に供されている
例では個々のカメラの製造、組立、調整時等になされ
る。第４図はこのときの動作を説明するタイミング図で
ある。各タイミングに従って説明する。
（時点t31;蓄積開始） 蓄積部２の蓄積を開始させる。
（時点t32;蓄積部からCCDへ移送） 所定時間、例えば200mSの蓄積時間経過後蓄積を終え
るに際してシフトゲート４にタイミングt32でパルスΦT
G（Ｈ信号）がシフトゲート４に与えられ、各光電画素
列１の蓄積された信号電荷（各画素の暗時出力）がCCD
シフトレジスタ３に移送される。
るに際してシフトゲート４にタイミングt32でパルスΦT
G（Ｈ信号）がシフトゲート４に与えられ、各光電画素
列１の蓄積された信号電荷（各画素の暗時出力）がCCD
シフトレジスタ３に移送される。
（時点t33;移送終了） シフトパルスΦTGが消失すると蓄積制御パルスΦINT
がリセットされ、蓄積部２が次の電荷蓄積に備える。
がリセットされ、蓄積部２が次の電荷蓄積に備える。
（時点t34;出力アンプ５のリセット終了） 光遮蔽部画素1bが出力される前のタイミングt34でサ
ンプリング用FET8にゲート信号ΦＳ（Ｈ信号）が与えら
れ、FET8がオンされてホールド用コンデンサ９に出力端
子Voutからのリセット電位ＶR（画素信号が出力アンプ
５に入力される前の電位）がサンプルされる。
ンプリング用FET8にゲート信号ΦＳ（Ｈ信号）が与えら
れ、FET8がオンされてホールド用コンデンサ９に出力端
子Voutからのリセット電位ＶR（画素信号が出力アンプ
５に入力される前の電位）がサンプルされる。
（時点t35;画素1bの画素信号出力） 転送クロックΦ１の位相が反転して、光遮蔽部画素1b
の信号Vref1bが出力アンプ５の出力端子Voutから出力さ
れ、その信号がフォロワ６に入力される。
の信号Vref1bが出力アンプ５の出力端子Voutから出力さ
れ、その信号がフォロワ６に入力される。
（時点t36;画素1bの画素信号の記憶） 光遮蔽部画素1bの正味の出力であるVref1bが差動増幅
回路の演算増幅器15の出力となり、これがA/D変換さ
れ、CPUを介して不揮発メモリ18の所定番地に書き込ま
れる。
回路の演算増幅器15の出力となり、これがA/D変換さ
れ、CPUを介して不揮発メモリ18の所定番地に書き込ま
れる。
（時点t37:画素1cの画素信号の記憶） 同様に光遮蔽部画素1cの正味の出力であるVref1cが差
動増幅回路の出力となり、これがA/D変換され、CPUを介
して不揮発メモリ入18の所定番地に書き込まれる。
動増幅回路の出力となり、これがA/D変換され、CPUを介
して不揮発メモリ入18の所定番地に書き込まれる。
（時点t38;画素1eの画素信号の記憶） 他の開口部画素においても同様に、出力される前の出
力アンプ５の端子Voutのリセット電位ＶRがサンプルさ
れたのち、開口部画素1eの正味の出力であるVref1eが差
動増幅回路の出力となり、これがA/D変換され、CPU17を
介して不揮発メモリ入18の所定番地に書き込まれる。
力アンプ５の端子Voutのリセット電位ＶRがサンプルさ
れたのち、開口部画素1eの正味の出力であるVref1eが差
動増幅回路の出力となり、これがA/D変換され、CPU17を
介して不揮発メモリ入18の所定番地に書き込まれる。
以下同様に各開口部画素の出力がA/D変換され、不揮
発メモリ18の所定番号に書き込まれる。
発メモリ18の所定番号に書き込まれる。
このようにして予め不揮発性メモリ18に、製造時、組
立時に光電変換素子列１の第一暗データを記憶させる。
立時に光電変換素子列１の第一暗データを記憶させる。
この記憶された光電変換素子列１の光遮蔽画素部及び
開口画素部の暗時出力（第一暗データ）は、実際に被写
体像を検出するための蓄積動作時に以下の手順で、各画
素の暗出力補正用データとして使用される。
開口画素部の暗時出力（第一暗データ）は、実際に被写
体像を検出するための蓄積動作時に以下の手順で、各画
素の暗出力補正用データとして使用される。
第５図はCPU17の動作フローであり、光電変換素子列
１の実際の像検出時の暗出力補正を行うフローである。
以下これに従って説明する。
１の実際の像検出時の暗出力補正を行うフローである。
以下これに従って説明する。
（＃１） まず、CPU17は、光電変換素子列１の電荷
蓄積終了において、不揮発性メモリ18に予め記憶されて
いる光遮蔽部暗出力である第一暗データVref1bを読みだ
し、同様に蓄積終了後に得られた第１のA/D変換値であ
る第二値データV1bを、データメモリ20から読み出す。
そして、これらの比（V1b/Vref1b）を求めこれをＫとす
る。
蓄積終了において、不揮発性メモリ18に予め記憶されて
いる光遮蔽部暗出力である第一暗データVref1bを読みだ
し、同様に蓄積終了後に得られた第１のA/D変換値であ
る第二値データV1bを、データメモリ20から読み出す。
そして、これらの比（V1b/Vref1b）を求めこれをＫとす
る。
（＃２） 次に、CPU17は各開口部画素1eに対応した
暗データVref＊＝Vref1eを不揮発性メモリ18から読み込
み、これにＫを乗ずる。
暗データVref＊＝Vref1eを不揮発性メモリ18から読み込
み、これにＫを乗ずる。
これをVco＊＝Vref＊×Ｋ（但し、＊は1e〜1p）に従
って演算を行う。すなわち、 Vco＊＝Vco1e＝Vref1e×Ｋ これは画素1eの補正されるべき暗出力値を示す。
って演算を行う。すなわち、 Vco＊＝Vco1e＝Vref1e×Ｋ これは画素1eの補正されるべき暗出力値を示す。
（＃３） 次に、CPU17は遮蔽部画素1cに対応した暗
データVref1cを不揮発性メモリ18から読み込み、これに
Ｋを乗じてVcolc＝（Ｋ・Vref1c）を求める。
データVref1cを不揮発性メモリ18から読み込み、これに
Ｋを乗じてVcolc＝（Ｋ・Vref1c）を求める。
これは、A/D変換器16のダイナミックレンジを有効に
使用する為に、開口画素の信号から暗データを差し引い
た形（V1e−V1c）にしてから、A/D変換してデータメモ
リ20に格納されているので、次に示す補正演算の前に開
口画素の信号を元の出力に戻す必要がある。その為に、
Vco1cを求めておく。
使用する為に、開口画素の信号から暗データを差し引い
た形（V1e−V1c）にしてから、A/D変換してデータメモ
リ20に格納されているので、次に示す補正演算の前に開
口画素の信号を元の出力に戻す必要がある。その為に、
Vco1cを求めておく。
（＃４） CPU17はデータメモリ20からA/D変換時のデ
ータである開口部画素1eの出力（Ｖ＊−V1c）＝（V1e−
V1c）を読み込み、（＃３）で得られたVco1c＝（Ｋ・Vr
ef1c）を加算して、 Ｖ＊′＝Ｖ＊−V1c＋Vco1c ＝V1e−V1c＋Vco1c＝V1e′を得る。
ータである開口部画素1eの出力（Ｖ＊−V1c）＝（V1e−
V1c）を読み込み、（＃３）で得られたVco1c＝（Ｋ・Vr
ef1c）を加算して、 Ｖ＊′＝Ｖ＊−V1c＋Vco1c ＝V1e−V1c＋Vco1c＝V1e′を得る。
（＃５） CPU17は上記の如く求めたデータから以下
の如く画素1eの補正演算を行う。
の如く画素1eの補正演算を行う。
開口画素1eに対応した光電出力データV1e′から（＃
２）で求めた補正値Vco1eを引けば、適正な光電出力デ
ータを得ることができる。すなわち、補正演算Ｖ＊′＝
Vco＊＝V1e′−Vco1eを実行して、暗データの補正され
た適正な光電出力データを得る。
２）で求めた補正値Vco1eを引けば、適正な光電出力デ
ータを得ることができる。すなわち、補正演算Ｖ＊′＝
Vco＊＝V1e′−Vco1eを実行して、暗データの補正され
た適正な光電出力データを得る。
そして、この適正な光電出力データをデータメモリ20
へ記憶する。
へ記憶する。
（＃６） 以後各開口画素毎に同様に、（＃２）〜
（＃５）を実行して、各開口部画素出力を補正する。
（＃５）を実行して、各開口部画素出力を補正する。
以上のように、光電変換素子列１の全ての画素につい
て適正な光電出力データをデータメモリ20に格納する。
そしてカメラ等の焦点検出装置においては、この光電出
力データに基づき公知の焦点検出演算を行なう。
て適正な光電出力データをデータメモリ20に格納する。
そしてカメラ等の焦点検出装置においては、この光電出
力データに基づき公知の焦点検出演算を行なう。
尚、ステップ（＃３）、（＃４）ではV1e′を求める
際に、各開口画素出力がV1cが差し引かれた後にA/D変換
されていたので、このA/D変換値にVco1cを加えて暗出力
を含んだ画素信号に戻していたが、これは単に信号処理
上の問題であって本発明とは直接関係はなく、暗出力を
含んだ形で画素信号がA/D変換されているなら、そのま
ま各補正値（例えば補正値Vco1e）を各画素信号（例え
ば光電出力V1e）から引けばよい。。
際に、各開口画素出力がV1cが差し引かれた後にA/D変換
されていたので、このA/D変換値にVco1cを加えて暗出力
を含んだ画素信号に戻していたが、これは単に信号処理
上の問題であって本発明とは直接関係はなく、暗出力を
含んだ形で画素信号がA/D変換されているなら、そのま
ま各補正値（例えば補正値Vco1e）を各画素信号（例え
ば光電出力V1e）から引けばよい。。
次に、本発明の第二実施例を第６図に基づき説明す
る。この第二実施例は前述の第一実施例（＃２），（＃
５）が異なるだけであり、他の構成については全く同一
である。従って、ここでは第一実施例と異なる構成につ
いて説明する。
る。この第二実施例は前述の第一実施例（＃２），（＃
５）が異なるだけであり、他の構成については全く同一
である。従って、ここでは第一実施例と異なる構成につ
いて説明する。
（＃20）にて、CPU17は不揮発性メモリ18から、（Vre
f＊−Vref1b）/Vref1bの形で格納された偏差データＮを
読み込み、次の演算を行なう。
f＊−Vref1b）/Vref1bの形で格納された偏差データＮを
読み込み、次の演算を行なう。
Ｔ＝V1b〔１＋Ｎ〕 このＮの意味は、遮光された状態において、光電変換
素子列１のアルミにより遮光された画素1bを基準にし
て、開口画素部の各画素の光電出力Vref＊がどの程度、
バラツキ即ち暗出力の偏差があるのかを示している。こ
の暗出力の偏差Ｎを各開口画素について求めておけば、
実際の像検出時においても同様に、光電変換素子列１の
各画素1e〜1pに内在する暗出力の演算Ｔ＝V1b〔１＋
Ｎ〕を施すことにより知ることができる。
素子列１のアルミにより遮光された画素1bを基準にし
て、開口画素部の各画素の光電出力Vref＊がどの程度、
バラツキ即ち暗出力の偏差があるのかを示している。こ
の暗出力の偏差Ｎを各開口画素について求めておけば、
実際の像検出時においても同様に、光電変換素子列１の
各画素1e〜1pに内在する暗出力の演算Ｔ＝V1b〔１＋
Ｎ〕を施すことにより知ることができる。
そして、（＃50）にて、補正演算を行なう。すなわ
ち、（Ｖ＊′−Ｔ）を求めることにより、光電変換素子
列１の適正な光電出力データを得ることができる。
ち、（Ｖ＊′−Ｔ）を求めることにより、光電変換素子
列１の適正な光電出力データを得ることができる。
以上のように、Ｎ＝（Vref＊−Vref1b）/Vref1bの形
で不揮発性メモリ18に格納するには、第４図の説明中の
t38でCPUが上式の演算をしてから格納すればよい。この
ような形にしておけば、メモリ容量を有効に使用するこ
とができる。
で不揮発性メモリ18に格納するには、第４図の説明中の
t38でCPUが上式の演算をしてから格納すればよい。この
ような形にしておけば、メモリ容量を有効に使用するこ
とができる。
（効果） 以上のように本発明では、蓄積動作毎に行なわれる補
正量が、既に温度や蓄積時間の要因をも含んだ形で求め
られているので、温度、蓄積時間に特に関心をはらわな
くてよいという利点がある。
正量が、既に温度や蓄積時間の要因をも含んだ形で求め
られているので、温度、蓄積時間に特に関心をはらわな
くてよいという利点がある。
第一の発明では、実際に光が入射された際の光電変換
素子列の光遮蔽画素部の画素信号と、遮光された際（暗
時）の該光遮蔽画素部の画素信号との比を求め、この値
と予め第一記憶手段に記憶されている暗時の開口画素部
の暗データから補正すべき各開口部画素の補正値を得
て、これにより暗電流成分補正を各開口画素毎に行なう
ので、各光電変換素子の性能に応じた暗データが正確に
補正され、低輝度時の著しい性能向上が達成される。
素子列の光遮蔽画素部の画素信号と、遮光された際（暗
時）の該光遮蔽画素部の画素信号との比を求め、この値
と予め第一記憶手段に記憶されている暗時の開口画素部
の暗データから補正すべき各開口部画素の補正値を得
て、これにより暗電流成分補正を各開口画素毎に行なう
ので、各光電変換素子の性能に応じた暗データが正確に
補正され、低輝度時の著しい性能向上が達成される。
また、第二の発明では、製造、組立時において予め基
準画素の暗出力に対する他の画素の暗出力の偏差を記憶
しておくことにより、実際の光検出の際の基準画素の暗
出力から他の画素の暗出力を求めることができるので、
各光電変換素子の性能に応じた暗データが正確に補正さ
れ、低輝度時の著しい性能向上が達成される。
準画素の暗出力に対する他の画素の暗出力の偏差を記憶
しておくことにより、実際の光検出の際の基準画素の暗
出力から他の画素の暗出力を求めることができるので、
各光電変換素子の性能に応じた暗データが正確に補正さ
れ、低輝度時の著しい性能向上が達成される。
第１図〜第５図は本発明の第一実施例である。 第１図は、光電変換装置のセンサー部の斜視図である。 第２図は、光電変換装置の信号補正装置のブロック図で
ある。 第３図及び第４図は、前記光電変換装置の信号補正回路
のタイミングチャート図である。 第５図は、前記信号補正回路のCPUのフーチャート図で
ある。 第６図は本発明の第二実施例であり、前記信号補正回路
のCPUのフーチャート図である。 （主要部分の符号の説明） １……光電変換素子列、２……蓄積部、 ３……シフトレジスタ、４……ゲート、 ５……出力アンプ、17……CPU、 18……不揮発性メモリ、20……データメモリ
ある。 第３図及び第４図は、前記光電変換装置の信号補正回路
のタイミングチャート図である。 第５図は、前記信号補正回路のCPUのフーチャート図で
ある。 第６図は本発明の第二実施例であり、前記信号補正回路
のCPUのフーチャート図である。 （主要部分の符号の説明） １……光電変換素子列、２……蓄積部、 ３……シフトレジスタ、４……ゲート、 ５……出力アンプ、17……CPU、 18……不揮発性メモリ、20……データメモリ
Claims (2)
- 【請求項１】複数の光電変換素子の一部が遮光された光
遮蔽画素部と、残りの遮光されない開口画素部とから成
り、画素信号を出力する光電変換素子列を有し、 前記光遮蔽画素部の画素信号、開口画素部の光電信号の
順に時系列的に読み出せるように構成した光電変換装置
において、 前記光電変換素子列が遮光された際の暗時の各素子の暗
出力として第一暗データを予め記憶しておく第一記憶手
段と、 光検出に際して前記光遮蔽画素部から暗出力の第二暗デ
ータを求めて、前記光遮蔽画素部の基準素子に対応する
前記第一暗データと前記第二暗データとの比と、該基準
素子以外の各素子の前記第一暗データとに基づき、前記
開口画素部の各素子の暗出力に対応する補正量を算出す
る補正量算出手段と、 前記補正量に基づき、前記光電変換素子列の各光電出力
を補正して新たな光電出力を算出する処理手段とを備え
たことを特徴とする光電変換装置の信号補正装置。 - 【請求項２】複数の光電変換素子の一部が遮光された光
遮蔽画素部と、残りの遮光されない開口画素部とから成
り、画素信号を出力する光電変換素子列を有し、 前記光遮蔽画素部の画素信号、開口画素部の画素信号の
順に時系列的に読み出せるように構成した光電変換装置
において、 前記光電変換素子列が遮光された暗時における、基準素
子の暗出力に対する各素子の暗出力の偏差情報を第一暗
データとして予め記憶しておく第一記憶手段と、 前記第一記憶手段の第一暗データに基づき、実際に光検
出をした際の前記各素子の暗出力に対応する補正量を算
出する補正量算出手段と、 前記補正量に基づき、前記光電変換素子列の各光電出力
を補正して新たな光電出力を算出する処理手段とを備え
たことを特徴とする光電変換装置の信号補正装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144730A JP2787710B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 光電変換装置の信号補正装置 |
| US07/533,393 US5132801A (en) | 1989-06-07 | 1990-06-05 | Signal correction device of photoelectric conversion equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144730A JP2787710B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 光電変換装置の信号補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0310473A JPH0310473A (ja) | 1991-01-18 |
| JP2787710B2 true JP2787710B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=15369000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144730A Expired - Fee Related JP2787710B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 光電変換装置の信号補正装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5132801A (ja) |
| JP (1) | JP2787710B2 (ja) |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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