JP3261004B2 - シェーディング補正方式 - Google Patents

シェーディング補正方式

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学機器等の焦点検出
装置に関し、特に精度の良いシェーディング補正方式に
関する。
【0002】
【従来の技術】カメラの自動焦点検出方式として、CC
D素子等のイメージセンサの受光面に設けた基準領域と
参照領域に被写体像を結像させ、基準領域の像に対して
参照領域の像を一致させることにより合焦点を検出す
る、いわゆる位相差検出法が知られている。かかる位相
差検出法に基づき、複数のセンサ列上での光量分布の不
均一性や非対象性、シェーディング現象を考慮して、各
センサの光電変換出力信号に補正をかける合焦検出装置
が特開昭61−73916号公報に開示されいる。ここ
で、同公報に記載された合焦検出装置における補正の考
え方を簡単に説明する。画素番号k、一様輝度面を検出
した際の各画素の信号出力をa(k) 、一様輝度面を検出
した際の各画素の出力のうち最大値もしくは最小値を
C、各画素の信号出力をA(k) として、補正後の各画素
の信号出力をA'(k)は数式3によって求められた。
【0003】
【数3】
【0004】また、図3(A) に示すような一様輝度面を
検出した際の光量の不均一を補正するために、一様輝度
面を検出した際の各画素の出力のうち最大値Cmax を所
望の信号出力として数式3に適用すれば、図3(B) のご
とく光量の不均一を除去することができた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のシェーディング補正においては、センサG
ND基準で補正を行うため、光量不均一の特徴を示すパ
ターンよりも補正に寄与しない信号のDC(直流)分の
方が圧倒的に多くなり、A/D変換時の量子化誤差やノ
イズの影響を受けて補正の信頼性を低下させるという問
題があった。
【0006】このため、かかるセンサ信号出力を増幅
し、S/N比を大きくすることが考えられるが、A/D
変換で取り扱う電圧範囲に制限があるという問題があっ
た。
【0007】本発明は、シェーディング補正に寄与しな
い直流成分を除去することによって、出力信号の増幅が
可能となり、精度の良いシェーディング補正を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの課題
解決するために、各画素の信号出力が均一となるように
予め各画素毎の補正値または補正値に対応したデータを
記憶しておき、各画素から信号出力を取り出す時に、前
記補正値または前記補正値に対応したデータによって各
画素の信号出力を適正化する焦点検出装置のシェーディ
ング補正において、画素番号i、各画素の蓄積電荷量V
sig(i)、増幅度Aの各画素の信号出力Vnml(i)、増幅度
で所望の電圧レベルが得られるとして予め指定した画
素区間の平均値である信号出力VFLTAとした場合、各画
素の補正値C(i) を数式1より求めることを特徴とした
シェーディング補正方式を提案する。
【0010】
【数1】
【0011】また、各画素の信号出力が均一となるよう
に予め各画素毎の正値または補正値に対応したデータ
を記憶しておき、各画素から信号出力を取り出す時に、
前記補正値または前記補正値に対応したデータによって
各画素の信号出力を適正化する焦点検出装置のシェーデ
ィング補正において、画素番号i、各画素の蓄積電荷量
Vsig'(i) 、各画素の補正値C(i) 、増幅度aの各画素
の信号出力Vnml'(i) とした場合、適正化した各画素の
信号出力X(i) を数式2より求めることを特徴としたシ
ェーディング補正方式を提案する。
【0012】
【数2】
【0013】
【0014】すなわち、画素番号i、各画素の蓄積電荷
量Vsig(i)、増幅度Aの各画素の信号出力Vnml(i)、増
幅度Aで所望の電圧レベルが得られるとして予め指定し
た画素区間の平均値である信号出力VFLTAとした場合、
各画素の補正値C(i) を数式1で求め記憶しておき、補
正をかける場合には、各画素の蓄積電荷量Vsig'(i) 、
記憶された各画素の補正値C(i) 、増幅度aの各画素の
信号出力Vnml'(i) とした場合、適正化した各画素の信
号出力X(i) を数式2より求めるようにするものであ
る。
【0015】
【作用】本発明の補正方法によれば、光量不均一パター
ンの特徴部分のみを補正値として加味することができ、
信頼性のある精度の良いシェーディング補正が実現でき
る。
【0016】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明する
図1は本発明の一実施例の主要構成を示すブロック図で
あり、図2は図1に示す焦点検出用ICにおけるイメー
ジセンサとその出力回路のブロック図である。図1にお
ける制御・演算処理部(2)は焦点検出用IC(1)を
制御するためのIC制御部(4)、センサ出力信号をデ
ジタルデータに変換するためのA/D変換器(5)、シ
ェーディング補正及び焦点ずれ量演算等の各種演算処理
を行う演算処理部(6)、メモリに対して指定したアド
レスからのデータ読み出し及び格納を行うアドレスコン
トローラ(7)より構成される。一般にCPUが用いら
れており、これらの制御・演算処理はソフトウェアによ
って実現される。
【0017】図1における焦点検出用IC(1)は図2
のブロック図で示すように、大別してイメージセンサ
(8)、アナログ処理回路(9)、駆動制御回路(2
5)で構成され、これらがワンチップ化されている。
【0018】イメージセンサ(8)は公知のCCD形撮
像素子であり、基準領域と参照領域とを有するラインセ
ンサ(21)、リセットゲート(22)、シフトゲート
(23)、CCDシフトレジスタ(24)によって構成
される。このイメージセンサ(8)は、蓄積開始信号S
sを駆動制御回路(25)に入力することによって、駆
動制御回路(25)からリセットパルスφr(Lo w)
がイメージセンサ(8)に入力されラインセンサ(8)
は電荷蓄積を開始する。また、蓄積停止信号Stが駆動
制御回路(25)に送られることによって、リセットパ
ルスφrが変化して(High )、電荷蓄積を中止すると
共に、シフトパルスφsを入力し、蓄積した電荷がCC
Dシフトレジスタ(24)に移される。
【0019】CCDシフトレジスタ(24)の電荷は駆
動制御回路(25)より入力する転送パルスφ1 、φ2
にしたがって順次送り出され、画像データ信号VOSとし
てアンプ(36)を介して出力される。一方、上記イメ
ージセンサ(8)にはラインセンサ(21)に入射する
光のコントラストからモニタ電圧Vmを定めるために、
最大光検出回路(26)と最小光検出回路(27)とが
備えられている。最大光検出回路(26)が出力するV
max 信号はアンプ(30)とサンプルホールド回路(3
1)を介してセレクタ(32)に、また、最小光検出回
路(27)が出力するVmin 信号はアンプ(34)とサ
ンプルホールド回路(35)を介して差動増幅回路(3
3)に送られる。尚、蓄積量モニター方式として、MA
X・MIN検出方式を用いており、詳細については本出
願人による特開平1−245770号で開示されている
のでここでは省略する。
【0020】上記の動作条件下、蓄積電荷が画像データ
信号VOSとして順次送り出され、差動増幅回路(33)
に入力する。既にサンプルホールドされたVmin 信号が
差動増幅回路(33)に入力されており、その結果、制
御・演算処理部(2)で指定する増幅度A、制御・演算
処理部(2)への出力アンプ基準電圧VREF 、画素番号
iとして、この増幅回路は、
【0021】
【数4】
【0022】を出力する。この出力信号Vs(i)が制御・
演算処理部(2)に送られ、A/D変換後に測距演算さ
れる。
【0023】尚、駆動制御回路(25)からA/Dタイ
ミング信号Sadが制御・演算処理部(2)に送られる。
このタイミング信号Sadは差動増幅回路(33)の出力
信号Vs(i)が安定しA/D変換が可能であることを伝達
する信号である。
【0024】また、制御・演算処理部(2)から焦点検
出用IC(1)へ増幅度を指定する代わりに、画像デー
タ信号VOSのみを出力することができる。この場合の、
制御・演算処理部(2)への出力信号は、画素番号i、
制御・演算処理部(2)への出力アンプ基準電圧VREF
として、
【0025】
【数5】
【0026】を出力する。
【0027】次に上記の構成によるシェーディング補正
方法を説明する。予め、以下のようにシェーディング補
正値を決める。画素番号をiとし、一様輝度面に対する
各画素の蓄積電荷量Vsig(i)を式5にしたがって制御・
演算処理部(2)に入力する。
【0028】
【数6】
【0029】画素番号iとし、一様輝度面に対する増幅
度Aの各画素のセンサ出力電圧Vnml(i)を式4にしたが
って制御・演算処理部(2)に入力する。
【0030】
【数7】
【0031】制御・演算処理部(2)において、増幅度
Aの各画素のセンサ出力電圧Vnml(i)のうち、所望の電
圧レベルが得られるとして予め指定した画素区間(画素
数:n)の平均値VFLTAを求めた後、その値と増幅度A
の各画素のセンサ出力電圧Vnml(i)との差分をとり、更
に増幅度A及び各画素の蓄積電荷量Vsig(i)で割る。こ
の値は、単位増幅度及び単位蓄積電荷量当たりの所望の
センサ出力電圧レベルに対する各画素の電圧レベルの差
を表していることになる。このようにして得られた値を
各画素毎のシェーディング補正値C(i) としてアドレス
コントローラ(7)を介してメモリ(3)に格納する。
【0032】
【数8】
【0033】補正をかける場合には、画素番号をiと
し、各画素の蓄積電荷量Vsig'(i) を式5にしたがって
制御・演算処理部(2)に入力する。
【0034】
【数9】
【0035】画素番号iとし、増幅度aの各画素のセン
サ出力電圧Vnml'(i) を式4にしたがって制御・演算処
理部(2)に入力する。
【0036】
【数10】
【0037】制御・演算処理部(2)において、増幅度
aの各画素のセンサ出力電圧Vnml'(i) に対し、アドレ
スコントローラ(7)によって対応するシェーディング
補正値C(i) をメモリ(3)から読み出し、各画素の蓄
積電荷量Vsig'(i) 及び増幅度aを乗じたものを加算す
る。この値を補正後の各画素のセンサ出力電圧X(i)と
し、測距演算の入力データとして用いる。
【0038】
【発明の効果】図4(A) に示すような一様輝度面を検出
した際に顕著に捉えることにできない光量の不均一に対
して、直流成分を除去し、光量不均一の特徴部分のみを
増幅したものに対し、所望のフラットレベルに補正をか
けることによって、図4(B) に示すような信頼性の高い
シェーディング補正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における主要構成を示すブロ
ック図
【図2】焦点検出用ICにおけるイメージセンサとその
出力回路のブロック図
【図3】一様輝度面を検出した際の光電変換信号と補正
信号
【図4】本焦点検出用ICにおける一様輝度面を検出し
た際の蓄積電荷量の一例とセンサ出力信号及び補正信号
の一例
【符号の説明】
1 焦点検出用IC 2 制御・演算処理部 3 メモリ 4 焦点検出用IC制御部 5 A/D変換器 6 演算処理部 7 アドレスコントローラ 8 イメージセンサ 9 アナログ処理回路 21 ラインセンサ 22 リセットゲート 23 シフトゲート 24 CCDシフトレジスタ 25 駆動制御回路 26 最大光検出回路 27 最小光検出回路 30 Vmax 信号出力アンプ 31 Vmax 信号サンプルホールド回路 32 セレクタ回路 33 差動増幅回路 34 Vmin 信号出力アンプ 35 Vmin 信号サンプルホールド回路 36 Vos信号出力アンプ 37 比較回路 38 シフトパルス制御回路 39 シフトモニタ回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各画素の信号出力が均一となるように予め
    各画素毎の補正値または補正値に対応したデータを記憶
    しておき、各画素から信号出力を取り出す時に、前記補
    正値または前記補正値に対応したデータによって各画素
    の信号出力を適正化する焦点検出装置のシェーディング
    補正において、 画素番号i、各画素の蓄積電荷量Vsig(i)、増幅度Aの
    各画素の信号出力Vnml(i)、増幅度Aで所望の電圧レベ
    ルが得られるとして予め指定した画素区間の平均値であ
    信号出力VFLTAとした場合、各画素の補正値C(i) を
    数式1より求めることを特徴としたシェーディング補正
    方式。 【数1】
  2. 【請求項2】各画素の信号出力が均一となるように予め
    各画素毎の正値または補正値に対応したデータを記憶
    しておき、各画素から信号出力を取り出す時に、前記補
    正値または前記補正値に対応したデータによって各画素
    の信号出力を適正化する焦点検出装置のシェーディング
    補正において、 画素番号i、各画素の蓄積電荷量Vsig'(i) 、各画素の
    補正値C(i) 、増幅度aの各画素の信号出力Vnml'(i)
    とした場合、適正化した各画素の信号出力X(i)を数式
    2より求めることを特徴としたシェーディング補正方
    式。 【数2】
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