JP4014110B2 - 撮像装置の調整方法 - Google Patents
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Description
この固体撮像素子においては、一対のセンサ列から信号電荷を読み出して出力部に転送する一対の転送レジスタのうち、一方の転送レジスタの取り扱い電荷量を制限する制限手段が設けられている。これにより、各センサ列におけるフォトセンサにおける受光量が上昇すると、一方の転送レジスタの取り扱い電荷量を制限する制限手段の作用によって、一方の転送レジスタの取り扱い電荷量が制限される。
したがって、フォトセンサへの受光量が飽和領域に近い状態となった場合でも、一方の転送レジスタの取り扱い電荷量が制限されるので、合流ゲート部における信号電荷の直線的特性が確保され、出力部における出力の直線的特性が確保される。この結果、受光量に対する出力信号のダイナミックレンジが拡大されることになる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置の調整方法を説明するためのブロック図であり、広ダイナミックレンジ撮像装置2とともに示している。
図1において、広ダイナミックレンジ撮像装置2には、任意の光量を供給する光源1と、入出力特性を設定するパーソナルコンピュータ3とが設けられている。
パーソナルコンピュータ3は、特性値を設定する入出力特性設定手段6と、領域の切り換わり点を設定する切り換わり点設定手段7とを有している。
図2は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置の調整方法による調整前の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
図3は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置の調整方法による特性値調整後の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
図4は、この発明の実施の形態1に係る撮像装置の調整方法による切り換わり点調整後の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
また、目標特性11は、広ダイナミックレンジ撮像装置2を設置する場所や目的等の条件により異なる入出力特性である。
切り換わり点設定手段7は、サンプリング点(x2,y3)が目標特性11上の光量x2における点(x2,y4)に一致するように、切り換わり点調整部5に対数特性領域に対するオフセットOFSを順次入力し、切り換わり点nを調整する。
切り換わり点nを調整することにより、特性値調整後特性13の切り換わり点が調整され、目標特性11と入出力特性の等しい切り換わり点調整後の入出力特性14(以下「切り換わり点調整後特性14」と略称する)が得られる。
また、切り換わり点調整後特性14が目標特性11と一致するか否かを、切り換わり点を確認することで検査することができるので、設備の簡略化、および検査時間の短縮を図ることができる。
また、入出力特性を調整することにより、広ダイナミックレンジ撮像装置2を取り付ける場所や目的に応じた撮影をすることが可能となる。
また、上記実施の形態では、広ダイナミックレンジ撮像装置2に入射する光量は、光源1の光量を調整させることにより変化させたが、光量を減少させるNDフィルタを用いて光量を変化させたり、露光時間を調整することによって光量を変化させたりしてもよい。
図5は、この発明の実施の形態2に係る撮像装置の調整方法を説明するためのブロック図であり、広ダイナミックレンジ撮像装置2とともに示している。
図5において、広ダイナミックレンジ撮像装置2には、任意の光量を供給する光源1と、入出力特性を設定するパーソナルコンピュータ3とが設けられている。
広ダイナミックレンジ撮像装置2は、全入射光量において入出力特性を増幅する増幅調整部8と、領域の切り換わり点を調整する切り換わり点調整部5とを有している。なお、広ダイナミックレンジ撮像装置2の入出力特性は、入射光量の少ない領域では、線形特性を有し、入射光量の多い領域では、対数特性を有している。
その他の構成については、実施の形態1と同様であり、その説明は省略する。
図6は、この発明の実施の形態2に係る撮像装置の調整方法による調整前の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
図7は、この発明の実施の形態2に係る撮像装置の調整方法による特性値調整後の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
図8は、この発明の実施の形態2に係る撮像装置の調整方法による切り換わり点調整後の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
また、目標特性21は、広ダイナミックレンジ撮像装置2を設置する場所や目的等の条件により異なる入出力特性である。
切り換わり点設定手段7は、サンプリング点(x4,y7)が目標特性21上の光量x4における点(x4,y8)に一致するように、切り換わり点調整部5に対数特性領域に対するオフセットOFSを順次入力し、切り換わり点tを調整する。
切り換わり点tを調整することにより、特性値調整後特性23の切り換わり点が調整され、目標特性21と入出力特性のほぼ等しい切り換わり点調整後の入出力特性24(以下「切り換わり点調整後特性24」と略称する)が得られる。
また、切り換わり点調整後特性24が目標特性21と一致するか否かを、切り換わり点を確認することで検査することができるので、設備の簡略化、および検査時間の短縮を図ることができる。
また、入出力特性を調整することにより、広ダイナミックレンジ撮像装置2を取り付ける場所や目的に応じた撮影をすることが可能となる。
また、光源1の光量を一定にしたまま、露光時間を変えて、等価的に光量を変化させることにより、光量のばらつきを低減することができるので、簡単な設備で、精度の高い調整をすることができる。
また、上記実施の形態では、広ダイナミックレンジ撮像装置2に入射する光量は、露光時間を調整することによって変化させたが、光源1の光量を調整することによって変化させたり、光量を減少させるNDフィルタを用いて光量を変化させたりしてもよい。
図9は、この発明の実施の形態3に係る撮像装置の調整方法を説明するためのブロック図であり、広ダイナミックレンジ撮像装置2とともに示している。
図9において、広ダイナミックレンジ撮像装置2には、NDフィルタ9が取り付けられ、任意の光量を供給する光源1と、入出力特性を設定するパーソナルコンピュータ3とが設けられている。
広ダイナミックレンジ撮像装置2は、特性値を調整する領域別入出力特性調整部4と、領域の切り換わり点を調整する切り換わり点調整部5とを有している。なお、広ダイナミックレンジ撮像装置2の入出力特性は、入射光量の少ない領域では、線形特性を有し、入射光量の多い領域では、対数特性を有している。
その他の構成については、実施の形態1と同様であり、その説明は省略する。
図10は、この発明の実施の形態3に係る撮像装置の調整方法による調整前の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
図11は、この発明の実施の形態3に係る撮像装置の調整方法による切り換わり点調整後の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
図12は、この発明の実施の形態3に係る撮像装置の調整方法による特性値調整後の光量対信号出力の関係を示す特性図である。
また、目標特性31は、広ダイナミックレンジ撮像装置2を設置する場所や目的等の条件により異なる入出力特性である。
すことにより、入射光量全域における入出力特性を求め、切り換わり点を調整した後に対数特性領域の特性値を調整したので、より高い精度で入出力特性を目標特性31に調整することができる。
また、入出力特性を調整することにより、広ダイナミックレンジ撮像装置2を取り付ける場所や目的に応じた撮影をすることが可能となる。
また、NDフィルタ9を用いて光量を調節することにより、複数の光源を用いる必要がなく、かつ光量のばらつきを低減することができるので、簡単な設備で、精度の高い調整をすることができる。
また、上記実施の形態では、広ダイナミックレンジ撮像装置2に入射する光量は、光量を減少させるNDフィルタ9を用いて光量を変化させることにより変化させたが、光源1の光量を調整することによって光量を変化させたり、露光時間を調整することによって光量を変化させたりしてもよい。
Claims (10)
- 入射光量の大小に応じて、各々が線形特性あるいは対数特性の何れか一方の入出力特性を持つ複数の領域に分割され、前記複数の領域の各々で前記入出力特性を調整するための調整手段を有する撮像装置を調整するための方法であって、
入射光量の大きい第1の領域内において、複数の異なる露光状態で撮像して、各々の撮像信号を得る第1のステップと、
前記複数の露光状態と前記撮像信号との関係から、前記第1の領域における入出力関係を示す特性値を求める第2のステップと、
前記特性値が目標特性値となるように前記調整手段を調整する第3のステップと、
前記第1の領域と前記第1の領域よりも入射光量の小さい第2の領域との切り換わり点を、前記第1の領域内の任意の露光状態における撮像信号の信号出力値が目標値となるように前記調整手段を調整する第4のステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の調整方法。 - 前記第1の領域における入出力特性は、対数特性を有し、前記第2の領域における入出力特性は、線形特性を有し、前記調整手段は、前記特性値を調整する領域別入出力特性調整部と前記切り換わり点を調整する切り換わり点調整部とを含み、前記第3のステップは、前記領域別入出力特性調整部を調整し、前記第4のステップは、前記切り換わり点調整部を調整することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置の調整方法。
- 入射光量の大小に応じて、各々が線形特性あるいは対数特性の何れか一方の入出力特性を持つ複数の領域に分割され、入射光量全域にわたって任意の増幅率で前記入出力特性を増幅する増幅調整部と、入射光量の大きい第1の領域、および前記第1の領域よりも入射光量の小さい第2の領域の切り換わり点を調整する切り換わり点調整部とを有する撮像装置を調整するための方法であって、
前記第1の領域内において、複数の異なる露光状態で撮像して、各々の撮像信号を得る第1のステップと、
前記複数の露光状態と前記撮像信号との関係から、前記第1の領域における入出力関係を示す特性値を求める第2のステップと、
前記特性値が目標特性値となるように前記増幅調整手段を調整する第3のステップと、
前記第1の領域と前記第2の領域との切り換わり点を、前記第1の領域内の任意の露光状態における撮像信号の信号出力値が目標値となるように前記切り換わり点調整手段を調整する第4のステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の調整方法。 - 前記第1の領域における入出力特性は、対数特性を有し、前記第2の領域における入出力特性は、線形特性を有することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置の調整方法。
- 入射光量の大小に応じて、各々が線形特性あるいは対数特性の何れか一方の入出力特性を持つ複数の領域に分割され、前記複数の領域の各々で前記入出力特性を調整するための調整手段を有する撮像装置を調整するための方法であって、
入射光量全域において、複数の異なる露光状態で撮像して、各々の撮像信号を得る第1のステップと、
前記複数の露光状態と前記撮像信号との関係から、前記入射光量全域における入出力特性を求める第2のステップと、
入射光量の大きい第1の領域と前記第1の領域よりも入射光量の小さい第2の領域との切り換わり点を、前記第1の領域内の任意の露光状態における撮像信号の信号出力値が目標値となるように前記調整手段を調整する第3のステップと
前記第1の領域内において、複数の異なる露光状態で撮像して、各々の撮像信号を得る第4のステップと、
前記複数の露光状態と前記撮像信号との関係から、前記第1の領域における入出力関係を示す特性値を求める第5のステップと、
前記特性値が目標特性値となるように前記調整手段を調整する第6のステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の調整方法。 - 前記第1の領域における入出力特性は、対数特性を有し、前記第2の領域における入出力特性は、線形特性を有し、前記調整手段は、前記特性値を調整する領域別入出力特性調整部と前記切り換わり点を調整する切り換わり点調整部とを含み、前記第3のステップは、前記切り換わり点調整部を調整し、前記第6のステップは、前記領域別入出力特性調整部を調整することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置の調整方法。
- 前記第1の領域と前記第2の領域との切り換わり点で、入出力特性を検査する第5のステップをさらに備えたことを特徴とする請求項1から請求項4までの何れか1項に記載の撮像装置の調整方法。
- 前記露光状態は、光源の光量を調節することにより変化することを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか1項に記載の撮像装置の調整方法。
- 前記露光状態は、光源の露光時間を調節することにより変化することを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか1項に記載の撮像装置の調整方法。
- 前記露光状態は、光源に対して光量を減少させるND(Neutral Density)フィルタを用いることにより変化することを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか1項に記載の撮像装置の調整方法。
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