JPH03262283A - シェーディング補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ　産業上の利用分野 本発明は、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像
素子の撮像出力信号のシェーディング成分を除去するシ
ェーディング補正回路に関し、特に、鋸歯状波信号発生
手段による鋸歯状波信号及びパラボラ波信号発生手段に
よるパラボラ波信号によって撮像素子の１最像出力信号
にシェーディング補正処理を施すようにしたシェーディ
ング補正回路に関する。

Ｂ　発明の概要 本発明は、鋸歯状波信号発生手段による鋸歯状波信号及
びパラボラ波信号発生手段によるパラボラ波信号によっ
て撮像素子の撮像出力信号にシェーディング補正処理を
施すようにしたシェーディング補正回路において、撮像
素子に光が入射しない状態又は上記撮像素子の全面に光
量の均一な光が入射した状態で得られる上記撮像素子の
各画素の撮像出力信号のレベルデータを垂直方向及び水
平方向に所定間隔でサンプリングして得られる第１及び
第２のデータ列に基づいて、シェーディング補正処理用
の鋸歯状波信号及びパラボラ波信号の係数を算出し、こ
の係数を用いて、撮影時に鋸歯状波信号発生手段による
鋸歯状波信号の信号レベル及びパラボラ波信号発生手段
によるパラボラ波信号の信号レベルを制御することによ
って、適正なシェーディング補正処理を自動的に行うよ
うにしたものである。

Ｃ従来の技術 従来、撮像デバイスから得られる撮像出力信号は、撮像
デバイスの感度むらや暗電流の影響など種々の原因によ
り発生するシェーディングすなわち画面の比較的に広い
範囲に亘る明暗の歪みを伴うことが知られている。例え
ば、電荷結合素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）により形成されるＣＣＤ撮像素子
等の固体撮像素子では、その信号電荷の転送方式として
フレームトランスファ型やインターライントランスフプ
型、フレームインターライントランスファ型などの各種
方式を採用したイメージセンサが提供されているが、い
ずれのものもマトリクス状に配置された複数の画素の信
号電荷を垂直方向に転送して水平転送レジスタを介して
１水平走査期間で１水平ライン分ずつ順次に読み出し、
１垂直走査期間で１画面分の全画素の信号電荷を読み出
すことにより撮像出力信号を得るようにしているので、
上記水平転送レジスタに転送される時間に比例した暗電
流が信号電荷に加算されることとなり、この暗電流が１
垂直走査期間での鋸歯状波的に輝度変化すなわち垂直方
向のシェーディングの原因となる。また、上記水平軸転
送レジスタにおける暗電流が１水平走査期間での鋸歯状
波的な輝度変化すなわち水平方向のシェーディングの原
因となる。

一般に、上記シェーディングは、画面周辺部で出力が小
さくなる白（変調）シェーディングと、黒レベルが画面
に亘って均一でない黒（重畳）シニーディングがある。

白シェーディングに対しては乗算器、黒シェーデイング
に対しては加算器で、シェーディング補正信号をアナロ
グ的に撮像出力信号に混合することにより、シェーディ
ング補正処理が行われる。上記シェーディング補正信号
は、水平、垂直両方向の鋸歯状波信号とパラボラ波信号
を作り、これらを合成することにより形成される。

従来のシェーディング補正回路は、鋸歯状波信号及びパ
ラボラ波信号の各信号発生器の出力レベルがボリューム
等のレベル調整器で手動操作により可変調整できるよう
になっており、適正なシェーディング補正処理が行われ
るよう番こ、波形モニタを見ながら上記各信号発生器の
出力レベルを手動操作により調整するようにしていた。

Ｄ　発明が解決しようとする課題 ところで、従来のシェーディング補正回路では、適正な
シェーディング補正処理が行われるように、波形モニタ
を見なから鋸歯状波信号及びバラボラ波信号の各信号発
生器の出力レベルを手動操作により調整するようにして
いたので、その調整を正確に行うのためには時間かけて
調整作業を行う必要があり、また、上記調整作業に熟練
を必要とするという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の如き従来のシェーディング補
正回路の問題点に鑑み、鋸歯状波信号発生手段による鋸
歯状波信号及びパラボラ波信号発生手段によるパラボラ
波信号によって撮像素子の撮像出力信号にシェーディン
グ補正処理を施すようにしたシェーディング補正回路に
おいて、適正なシェーディング補正処理を迅速に且つ確
実に行うことができるようにすることを目的とし、撮像
素子により得られる撮像出力信号に基づいて、シェーデ
ィング補正に必要な信号レベルの鋸歯状波信号及びパラ
ボラ波信号を自動的に形成し、適正なシェーディング補
正処理を自動的に施すようにしたシェーディング補正回
路を提供するものである。

Ｅ　課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決して上記目的を達成するため
に、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子の
撮像出力信号のシェーディング成分を除去するシェーデ
ィング補正回路であって、上記撮像素子の撮像出力信号
をディジタル化するアナログ・ディジタル変換器と、上
記撮像素子に光が入射しない状態又は上記撮像素子の全
面に光量の均一な光が入射した状態で上記アナログ・デ
ィジタル変換器によりディジタル化された上記撮像素子
の各画素の撮像出力信号のレベルデータを垂直方向及び
水平方向に所定間隔でサンプリングし第１及び第２のデ
ータ列を得るサンプリング手段と、該サンプリング手段
から出力される第１及び第２のデータ列に基づいて、第
１及び第２の２次曲線を求める演算手段と、鋸歯状波信
号を発生する鋸歯状波信号発生手段と、パラボラ波信号
を発生するパラボラ波信号発生手段と、上記演算手段に
より求めた第１及び第２の２次曲線の２次の項の係数に
基づいて上記パラボラ波信号発生手段によるパラボラ波
信号の信号レベルを制御する第１のレベル制御回路と、
上記演算手段により求めた第１及び第２の２次曲線の１
次の項の係数に基づいて上記鋸歯状波信号発生手段によ
る鋸歯状波信号の信号レベルを制御する第２のレベル制
御回路と、撮影時に上記第１及び第２のレベル制御回路
により信号レベルの制御された上記パラボラ波信号及び
鋸歯状波信号によって上記撮像素子の撮像出力信号にシ
ェーディング補正処理を施す補正処理手段とを備え、上
記アナログ・ディジタル変換器の出力データをシェーデ
ィング補正処理済の撮像出力データとして後段の信号処
理回路に供給するようになされていることを特徴とする
ものである。

Ｆ　作用 本発明に係るシェーディング補正回路では、複数の画素
がマトリクス状に配置された撮像素子の撮像出力信号の
シェーディング特性を検出する場合に、上記撮像素子に
光が入射しない状態又は上記撮像素子の全面に光量の均
一な光が入射した状態で上記撮像素子から得られる撮像
出力信号について、サンプリング手段は、アナログ・デ
ィジタル変換器によりディジタル化された上記撮像素子
の各画素の撮像出力信号のレベルデータを垂直方向及び
水平方向に所定間隔でサンプリングし第１及び第２のデ
ータ列を得る。そして、演算手段は、上記サンプリング
手段から出力される第１及び第２のデータ列に基づいて
、第１及び第２の２次曲線を求め、これにより上記撮像
素子の撮像出力信号のシェーディング特性を検出する。

第１のレベル制御回路は、上記演算手段により求めた第
１及び第２の２次曲線の２次の項の係数に基づいてパラ
ボラ波信号発生手段によるパラボラ波信号の信号レベル
を制御することにより、上記撮像素子の撮像出力信号の
シェーディング特性に応じた信号レベルのパラボラ波信
号を形成する。

また、第２のレベル制御回路は、上記演算手段により求
めた第１及び第２の２次曲線の１次の項の係数に基づい
て鋸歯状波信号発生手段による鋸歯状波信号の信号レベ
ルを制御することにより、上記撮像素子の撮像出力信号
のシェーディング特性に応じた信号レベルの鋸歯状波信
号を形成する。

補正処理手段は、撮影特番こ、上記第１及び第２のレベ
ル制御回路により信号レベルの制御された上記パラボラ
波信号及び鋸歯状波信号によって上記撮像素子の撮像出
力信号にシェーディング補正処理を施す。

Ｇ　実施例 以下、本発明に係るシェーディング補正回路の一実施例
について、図面に従い詳細に説明する。

本発明に係るシェーディング補正回路は、複数の画素が
マトリクス状に配置された撮像素子の撮像出力信号のシ
ェーディング成分を除去するものであって、第１図に示
すように、撮像素子（１）により得られる撮像出力信号
にシェーディング補正処理を施す補正処理回路（３）と
、この補正処理回路（３）の出力信号をディジタル化す
るアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器（５）と、こ
のＡ／Ｄ変換器（５）の出力データに基づいてシェーデ
ィング補正信号を形成するシェーディング補正信号形成
部（１０）等を備えて成る。

この実施例において、上記撮像素子（１）は、第２図に
示すように水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個のＭＸＮ個
の画素Ｓｌｌ〜ＳＭＮがマトリクス状に配置されたＣＣ
Ｄイメージセンサであって、１垂直走査期間で１画面分
の全画素Ｓｌｌ〜ＳＭＨの信号電荷が読み出されるよう
に、図示しないＣＣＤ駆動部により駆動される。この撮
像素子（１）から読み出される信号電荷の順次出力信号
が撮像出力信号として前置増幅器（２）を介して上記補
正処理回路（３）に供給される。

なお、上記撮像素子（３）の撮像面の前面には、アイリ
ス制御部（７）により駆動制御されるアイリス機構（８
）が設けられている。

また、上記補正処理回路（３）は、上記撮像素子（１）
により得られる撮像出力信号について、上記シェーディ
ング補正信号形成部（１０）から供給されるシェーディ
ング補正信号を用いてシェーディング補正処理を施すも
ので、上記シェーディング補正信号を上記撮像出力信号
から減算する減算器や上記撮像出力信号を上記シェーデ
ィング補正信号で除算する除算器等により構成される。

この補正処理回路（３）による出力信号は、プリニー回
路（４）を介して上記Ａ／Ｄ変換器（５）に供給される
。

ここで、上記プリニー回路（４）は、上記Ａ／Ｄ変換器
（５）の入力信号レベルがダイナミックレンジを越える
ことの無いように、上記補正・処理回路（３）による出
力信号に非線形処理を施す。

さらに、上記Ａ／Ｄ変換器（５）は、上記プリニー回路
（４）を介して供給される上記補正処理回路（３）の出
力信号について、その信号レベルを示すレベルデータを
形成する。このＡ／Ｄ変換器（５）により得られるレベ
ルデータは、シェーディング補正処理済の撮像出力デー
タとして欠陥補正処理回路（６）を介して上記シェーデ
ィング補正信号形成部（１０）と図示しない後段の信号
処理回路に供給される。

なお、上記欠陥補正処理回路（６）は、上記撮像素子（
１）の欠陥画素による信号電荷すなわち撮像出力信号に
ついて、その信号レベルを補正する欠陥補正処理を施す
もので、上記撮像素子（１）について予め検出した欠陥
画素データに基づいて上記欠陥補正処理を行うようにな
っている。

また、この実施例において上記シェーディング補正信号
形成部（１０）は、上記Ａ／Ｄ変換器（５）から上記欠
陥補正処理回路（６）を介して供給されるレベルデータ
を所定間隔でサンプリングするサンプリング回路（１１
）と、このサンプリング回路（１１）によるサンプリン
グデータが供給される演算処理装置（１２）と、この演
算処理装置（１２）に接続されたメモリ（１３）と、水
平走査周期及び垂直走査周期の各鋸歯状波信号を発生す
る各鋸歯状波信号発生回路（１４１１）　、　（１４Ｖ
）と、水平走査周期及び垂直走査周期の各パラボラ波信
号発生回路（１５Ｈ）　、　（１５Ｖ）と、上記鋸歯状
波信号発生回路（１４Ｈ）　、　（１４Ｖ）による各鋸
歯状波信号の信号レベルを制御する各レベル制御回路（
１６１（）　、　（１６Ｖ）と、上記パラボラ波信号発
住回路（１５８）　、　（１５Ｖ）による各パラボラ波
信号の信号レベルを制御する各レベル制御回路（１７）
１）　、　（１７シ）と、上記鋸歯状波信号とパラボラ
波信号とを加算合成する各加算器（１８）１）、　（１
８Ｖ）、　（１８）とを備えてなる。

上記シェーディング補正信号形成部（１０）は、図示し
ないシステムコントローラにより制御され、シェーディ
ング検出モードの動作とシェーディング補正モードの動
作とが切り換えられる。

ここで、上記シェーディング検出モードの動作では、黒
シェーデイングの検出を行う場合に、上記撮像素子（１
）は、上記撮像素子（３）の撮像面の前面に設けられた
アイリス機構（８）が上記アイリス制御部（７）によっ
て閉成され、撮像面に光が入射しない状態で撮像動作を
行う。さらに、白シェーディングの検出を行う場合に、
上記撮像素子（１）は、上記アイリス機構（８）が上記
アイリス制御部（７）によって開成され、例えばボルタ
パターン等の白色パターンを用いて、撮像面全面に光量
の均一な光が入射する状態で撮像を行う。また、上記シ
ェーディング検出モードにおける上記撮像素子（３）の
撮像出力信号は、上記補正処理回路（３）によるシェー
ディング補正処理が施されることなく、未補正の状態で
上記プリニー回路（４）を介して上記Ａ／Ｄ変換器（５
）に入力される。

そして、上記サンプリング回路（１１）は、上記Ａ／Ｄ
変換器（５）から上記欠陥補正処理回路（６）を介して
供給されるレベルデータについて、上記撮像素子（１）
の全画素３１１〜ＳＯＨの信号電荷による撮像出力信号
から上記第２図に斜線を付して示す水平方向にｍ個で垂
直方向にｎ個の合計量Ｘｎ個の各画素の信号電荷による
撮像出力信号のレベルデータをサンプリングし、水平方
向で同じ位置Ｐｈ、−Ｐ工にある画素に対する撮像出力
信号のレベルデータを累積加算して水平方向のシェーデ
ィング特性を示す第１のデータ列Ｄ（ｊ２ｂ＋〜２工〕
と、垂直方向で同じ位置ＰＶＩ〜Ｐ□にある画素に対す
る撮像出力信号のレベルデータを累積加算して垂直方向
のシェーディング特性を示す第２のデータ列Ｄ（ｎｖ、
〜ｆｖ□〕を形成する。

なお、水平方向あるいは垂直方向で同じ位置にある画素
に対する撮像出力信号のレベルデータを累積加算して用
いることによりレベルデータのＳ／Ｎを改善することが
できる。さらにレベルデータのＳ／Ｎを高めには、フレ
ーム毎に同期加算処理を施すようにすれば良い。

ここで、この実施例において上記サンプリング回路（１
１）は、撮像面に光が入射しない状態で撮像動作を行う
ことにより上記撮像素子（１）で得られる撮像出力信号
から検出される黒シエーデイング特性を示す第１及び第
２のデータ列Ｄ（ｊ２ｂ＋〜ｌｈ−〕ｓ　、　Ｄ　（ｊ
２ｖ＋〜Ｉ！、ｖ−）　ｍと、撮像面全面に光量の均一
な光が入射する状態で撮像動作を行うことにより上記撮
像素子（１）で得られる撮像出力信号から検出される白
シェーディング特性を示す第１及び第２のデータ列Ｄ（
ｆｈ＋−ｌ０〕１．Ｄ〔Ｉ！、ｖＩ−ｌ□〕０を形成し
、これらを上記演算装置（１２）に与えて、上記メモリ
（１３）に記憶させる。

そして、上記演算装置（１２）は、上記メモリ（１３）
に記憶した第１及び第２のデータ列Ｄ（ｌｈＩ〜１！ｈ
−〕Ｂ　、　　Ｄ　（ｊ！ｖ＋〜ｎ−）　ｓにより示さ
れる黒シエーデイング特性について、水平方向のシェー
ディング波形を示す２次曲線と垂直方向のシェーディン
グ波形を示す２次曲線を演算する。また、上記演算装置
（１２）は、上記メモリ（１３）に記憶した第１及び第
２のデータ列Ｄ（ｊ２ｈ＋〜ｊ２ｈ−：１ｗ、Ｄ〔ＩＶ
、ｖｌ−！□〕８により示される白シェーディング特性
について、水平方向のシェーディング波形を示す２次曲
線と垂直方向のシェーディング波形を示す２次曲線を演
算する。

上記演算装置（１２）における２次曲線の演算処理は、
上記サンプリング回路（１）により上述のようにして形
成したデータ列について最少自乗法により２次曲線（ｙ
＝ａ　ｘ”　＋ｂ　ｘｔｃ）を近位することにより行う
ことができる。

すなわち、波形をサンプリングしたｒ個のデータ（Ｘｌ
＋ｙｌ）＋　（Ｘ２＋）’２）＋　”’＋　（ｘｒ＋ｙ
ｒ）に対して、ｙ−ａｘ”＋ｂχ十Ｃをあてはめたとき
の誤差の自乗和Ｅは、 Ｅ−Σ（ｙ＋−（ａ　ｘｔ”＋ｂｘｌ＋ｃ）ｌ　２とな
る。

・・・・・第１式 上記誤差の自乗和Ｅを最少にするには、ここで、上記第
３式及び第４式における各係数００〜Ｃ６は、 すなわち、Ｅを係数ａ、ｂ、ｃで偏微分した結果がゼロ
となれば良い。

従って、係数ａ、ｂは、次の第３式及び第４式で表され
る。

第６式 第７式 第８式 第３式 第９式 ・・・・・第１０式 ｃ。

第４式 ・・・・・第１１式 ９ である。

また、サンプリング間隔を等間隔にとり、Ｘ。

を正規化すると、Ｘム＝ｉとなるので、上記第３式及び
第４式における各係数Ｃ０〜Ｃ６は、ｎの関数となり、
サンプリング間隔をＳとすると、上記係数ａ、ｂは、次
の第７式及び第８式で表される。

Ｃ。

・・・・・第１２式 ・・・・・第１３式 因みに、上記第１２式及び第１３式における各係数Ｃ８
−０７は、約分してあり、サンプリングデータの個数ｒ
に対して、例えば第１表に示す各数値となる。

そして、上記演算装置（１２）は、上記メモリ（１３）
に記憶した第１及び第２のデータ列Ｄ（Ｉ！、ｈ＋〜ｊ
！ｈ−）　ｍ　、　　Ｄ　（Ｉ！、ｖ＋〜ｚｖ−）ｎに
より示される黒シエーデイング特性について、水平方向
のシェーディング波形を近似した２次曲線の各係数ａＨ
ＩＩ　＋ｂ□　と、垂直方向のシェーディング波形を近
似した２次曲線の各係数ａｖｉ＋ｂｖｉを算出して、こ
れら各係数ａ　ＨＢ＋　ｂ　ＭＩＩ＋　ａ　ｖＢ＋　ｂ
　ＶＢを上記メモリ（１３）に記憶する。また、上記演
算装置（１２）は、上記メモリ（１３）に記憶した第１
及び第２のデータ列Ｄ　（ｌｈ＋〜１ｂ−）　ｗ　、　
　Ｄ　（４２ｖ＋〜１．、）、Ａにより示される白シェ
ーディング特性について、水平方向のシェーディング波
形を近似した２次曲線の各係数ａ□＋１）＋１１１と、
垂直方向のシェーディング波形を近似した２次曲線の各
係数ａ　Ｖ１１＋　ｂ　ＶＨを算出して、これら各係数
ａ　ＨＩ＋Ｉ＋　ｂ　ＨＷ＋　ａ　ＶＷ＋　ｂ　ｖｗを
上記メモリ（１３）に記憶する。

このように、シェーディング特性の検査モードでは、黒
シエーデイング特性の水平方向及び垂直方向のシェーデ
ィング波形を近似した２次曲線の各係数ａ　Ｈ１Ｏ＋　
ｂ　ＨＢ＋　ａ　ＶＢ＋　ｂ　ＶＢと白シェーディング
特性の水平方向及び垂直方向のシェーディング波形を近
似した２次曲線の各係数ａ□＋　１）　＋１１１＋　ａ
　ＶＨ＋ｂｖｗを上記演算装置（１２）により算出して
上記メモリ（１３）に記憶する。

次に、シェーディング特性の補正モードがシステムコン
トローラにより設定されると、上記演算装置（１２）は
、上述のシェーディング特性の検査モードの動作で上記
メモリ（１３）に記憶した各係数ａ　Ｈ＋　ｂ　Ｈ＋　
ａ　Ｖ＋　ｂ　Ｖを該メモリ（１３）から読み出して、
上記各レベル制御回路（１６Ｈ）　、　（１７Ｈ）　、
　（１６Ｖ）　、　（１７Ｖ）に与える。

上記レベル制御回路（１６Ｈ）は、上記鋸歯状波信号発
生回路（１４Ｈ）から出力される水平走査周期の鋸歯状
波信号について、シェーディング特性の水平方向のシェ
ーディング波形を近似した２次曲線の１次の項の係数す
、Ｉに応じたレベル制御を行う。

上記レベル制御回路（１７Ｈ）は、上記パラボラ波信号
発生回路（１５Ｈ）から出力される水平走査周期のパラ
ボラ波信号について、上記水平方向のシェーディング波
形を近イ以した２次曲線の２次の項の係数ａＨに応じた
レベル制御を行う。

上記レベル制御回路（１６Ｖ）は、上記鋸歯状波信号発
生回路（１４ν）から出力される垂直走査周期の鋸歯状
波信号について、シェーディング特性の垂直方向のシェ
ーディング波形を近似した２次曲線の１次の項の係数ｂ
ｖに応じたレベル制御を行う。

上記レベル制御回路（１７Ｖ）は、上記パラボラ波信号
発生回路（１５Ｖ）から出力される垂直走査周期のパラ
ボラ波信号について、上記垂直方向のシェーディング波
形を近似した２次曲線の２次の項の係数ａｖに応じたレ
ベル制御を行う。

そして、上記加算器（１８Ｈ）は、上記レベル制御回路
（１６Ｈ）により上記係数ｂＨに応じたレベル制御が施
された鋸歯状波信号と上記レベル制御回路（１７Ｂ）に
より上記係数ａ）ｌに応じたレベル制御が施されたパラ
ボラ波信号とを加算合成することによって、水平方向の
シェーディング補正信号を形成する。また、上記加算器
（１，８Ｈ）は、上記レベル制御回路（１６Ｈ）により
上記係数ｂ１１に応じたレベル制御が施された鋸歯状波
信号と上記レベル制御回路（１７Ｈ）により上記係数ａ
、に応じたレベル制御が施されたパラボラ波信号とを加
算合成することによって、垂直方向のシェーディング補
正信号を形成する。さらに、上記加算器（１８）は、上
記各加算器（１８８）　、　（１８ν）により形成され
た水平方向及び垂直方向のシェーディング補正信号を加
算合成することによって、１画面全体のシェーディング
補正信号を形成する。このようにして上記加算器（１８
）により形成されたシェーディング補正信号は、上記補
正処理回路（３）に供給される。

なお、この実施例において、上記シェーディング補正信
号形成部（１０）は、上述のシェーディング特性の検査
モードで求めた黒シエーデイング波形の近似曲線の各係
数ａ　Ｈ１＋　ｂ　Ｍ！ＩＩ　ａ　Ｖｌ＋　ｂ　ｖｍに
基づいて黒シエーデイング補正信号を形成する処理系と
、白シェーディング波形の近似曲線の各係数ａ　Ｈ３Ｏ
＋　ｂ　Ｍ１１＋　ａ　ｖ、４＋　ｂ　ＶＳ２に基づい
て白シェーディング補正信号を形成する処理系を有して
おり、黒シエーデイング補正信号と白シェーディング補
正信号が上記補正処理回路（３）に供給される。

上記補正処理回路（３）では、上記撮像素子（１）から
上記前置増幅器（２）介して供給される撮像出力信号に
ついて、上記黒シエーデイング補正信号を加算合成する
ことにより黒シエーデイング補正処理を施し、また、白
シェーディング補正信号を乗算することにより白シェー
ディング補正処理を施す。そして、この補正処理回路（
３）により黒シエーデイング補正処理及び白シェーディ
ング補正処理が施された撮像出力信号は、上記Ａ／Ｄ変
換器（５）によりディジタル化され、シェーディング補
正処理済の撮像出力データとして図示しない後段の信号
処理回路に供給される。

ここで、上記鋸歯状波信号発生回路（１４Ｈ）　、　（
１４Ｖ）及びパラボラ波信号発生回路（１５８）　、　
（１５Ｖ）は、オペアンプやゲインコントロールアンプ
を用いてアナログ的に構成すると複雑な構成になってし
まうが、ディジタル的な構成とすることによって、簡略
化することができる。

すなわち、ディジタル構成の鋸歯状波信号発生回路は、
カウンタを用いて構成することができ、例えば第３図に
示すように、第１及び第２のカウンタ（２１）　、　（
２２）と減算回路（２３）と排他的論理和回路（２４）
で構成される。この鋸歯状波信号発生回路において、各
カウンタ（２１）　、　（２２）は、出力する鋸歯状波
信号の繰り返し周期のリセットパルスによりリセットさ
れ、画素間隔に対応する繰り返し周期のクロックパルス
Ｘをカウントする。すなわち、水平走査周期の鋸歯状波
信号を形成する場合には、水平走査周期のリセットパル
スによりリセットされ、水平方向の画素間隔に対応する
繰り返し周期のクロックパルスをカウントする。また、
垂直走査周期の鋸歯状波信号を形成する場合には、垂直
走査周期のリセットパルスによりリセットされ、垂直方
向の画素間隔に対応する繰り返し周期すなわち水平走査
周期のクロックパルスをカウントする。

そして、第１のカウンタ（２１）は、そのキャリー出力
端がロード入力端に接続されており、そのデータ入力端
に与えられる係数データがキャリー出力のタイミング毎
にロードされる。上記係数データは、出力する鋸歯状波
信号の傾斜を指定するもので、上述のシェーディング特
性の検査モードで上記演算装置（１２）により算出した
係数ｂ　）＋１１１　ｂ　ｖｓ＋１）ｕｗ、ｂ□が用い
られる。そして、上記第１のカウンタ（２１）は、ロー
ドされる係数データに応じた繰り返し周期でキャリー出
力を上記第２のカウンタ（２２）のイネーブル入力端に
供給する。

上記第２のカウンタ（２２）は、上記第１のカウンタ（
２１）のキャリー出力がイネーブル入力端に入力される
毎にクロックパルスＸを計数することにより、上記係数
ｂデータに応じた傾斜１／ｂの鋸歯状波信号データｙ−
を出力する。この第２のカウンタ（２２）により形成さ
れた鋸歯状波信号データ入力端は、上記減算回路（２３
）に供給され、この減算回路（２３）によりｎ／２ａな
る値が減算されることにより、第４図に示すように直流
成分が除去される。

なお、上記ｎは、水平走査周期の鋸歯状波信号を形成す
る場合にはｌ走査線当たりの総画素数であり、また、垂
直走査周期の鋸歯状波信号を形成する場合には１画面当
たりの総走査線数である。

上記減算回路（２３）により直流成分が除去された鋸歯
状波信号データｙｉｗ。

ｂ　　　　２ｂ は、排他的論理和回路（２４）により極性データが付加
されて出力される。

また、ディジタル構成のパラボラ波信号発生回路は、例
えば第３図に示すように、鋸歯状波信号発生回路（３１
）と積分回路（３２）と減算回路（３３）により構成す
ることができる。

上記鋸歯状波信号発生回路（３１）は、出力する鋸歯状
波信号の傾斜を指定する係数データｂがロード入力端に
与えられる第１のカウンタ（３４）と、この第１のカウ
ンタ（３４）のキャリー出力がイネーブル入力端に供給
される第２のカウンタ（３５）から構成される。上記各
カウンタ（３４）　、　（３５）は、このディジタル構
成のパラボラ波信号発生回路により形成するパラボラ波
信号の繰り返し周期のリセットパルスによりリセットさ
れ、画素間隔に対応する繰り返し周期のクロックパルス
Ｘをカウントする。

すなわち、水平走査周期のパラボラ波信号を形成スル場
合には、水平走査周期のリセットパルスによりリセット
され、水平方向の画素間隔に対応する繰り返し周期のク
ロックパルスをカウントする。

また、垂直走査周期のパラボラ波信号を形成する場合に
は、垂直走査周期のリセットパルスによりリセットされ
、垂直方向の画素間隔に対応する繰り返し周期すなわち
水平走査周期のクロックパルスをカウントする。

そして、上記第１のカウンタ（３４）は、そのキャリー
出力端がロード入力端に接続されており、そのデータ入
力端に与えられる係数データがキャリー出力のタイミン
グ毎にロードされる。上記係数データは、出力する鋸歯
状波信号の傾斜を指定するもので、上述のシェーディン
グ特性の検査モードで上記演算装置（１２）により算出
した係数ａＨ１ｌ＋ａ　Ｖｌｌ＋　ａ□＋ａＶＷが用い
られる。そして、上記カウンタ（３４）は、ロードされ
る係数データに応じた繰り返し周期でキャリー出力を上
記第２のカウンタ（３５）のイネーブル入力端に供給す
る。

上記第２のカウンタ（３５）は、上記第１ののカウンタ
（２４）のキャリー出力がイネーブル入力端に入力され
る毎にクロックパルスＸを計数することにより、上記係
数ａデータに応じた傾斜１／ａの鋸歯状波信号データｙ
ｓｗ ｙｓｗ＝　　Ｘ　　　　　　　、、、、、第１５式を出
力する。

この鋸歯状波信号発生回路（３１）による鋸歯状波信号
出力を第６図中に細線で示しである。

また、上記鋸歯状波信号発生回路（３１）による鋸歯状
波信号データｙ−を積分する積分回路（３２）は、上記
鋸歯状波信号データｙ６８が供給される加算器（３６）
と、この加算器（３６）の加算出力をラッチするラッチ
回路（３７）と、上記鋸歯状波信号データ３’ｓｗが１
／２乗算器（３８）を介して供給される減算器（３９）
により構成される。上記ラッチ回路（３７）は、そのラ
ッチ出力を上記加算器（３６）と減算器（３９）に１ 供給する。

このような構成の積分回路（３２）において、上記加算
器（３６）は、その加算出力をラッチする上記ラッチ回
ｆ％　（３７）からのラッチ出力データに上記鋸歯状波
信号発生回路（３１）による鋸歯状波信号データｙ工を
加算することにより、該鋸歯状波信号データｙ、の累積
加算を行う。また、上記減算器（３９）は、上記１／２
乗算器（３８）を介して供給される鋸歯状波信号データ
ｙ□／２を上記ラッチ回路（３７）のラッチ出力データ
すなわち上記鋸歯状波信号データｙ５ｗの累積加算デー
タから減算することにより、 ａ なるパラボラ波信号データｙｐｂを形成する。

そして、上記積分回路（３２）により得られるパラボラ
波信号データｙｐｂは、上記減算回路（３３）に供給さ
れ、この減算回路（３３）によりｎ　／　３　ａなる値
３２ が減算されることにより、第６図に太線で示すように直
流成分が除去されたパラボラ波信号データＶ　ｐｂｏ　
として・ ２ａ　　　　　　３ａ 出力される。

なお、上記ｎは、水平走査周期の鋸歯状波信号を形成す
る場合には１走査線当たりの総画素数であり、また、垂
直走査周期の鋸歯状波信号を形成する場合には１画面当
たりの総走査線数である。

このようにディジタル構成の鋸歯状波信号発生回路及び
パラボラ波信号発生回路により形成される鋸歯状波信号
データ）’　ｓｗｏ及びパラボラ波信号データｙ。。は
、加算合成することによりディジタル的なシェーディン
グ補正信号とすることができる。そして、このディジク
ル的なシェーディング補正信号は、ディジタル・アナロ
グ変換手段によりアナログ化してから、上記補正処理回
路（３）にイ共給される。

なお、」二記補正処理回路（３）をディジタル構成にし
てＡ／Ｄ変換器（５）の後段に設け、ディジタル的にシ
ェーディング補正処理を行うようにすることも可能であ
るが、この場合、プリニー処理のニーポイント近傍での
処理が複雑になる。また、黒シェープイン補正の場合は
、アナログ側でゲインを切り換えたときに、シェーディ
ング補正信号データにもそのゲインを乗じてから減算処
理を行う必要があるので、回路が大規模なものになって
しまう。

また、この実施例において、上記シェーディング補正信
号形成部（１０）は、上記シェーディング補正モードに
おけるシェーディング補正処理済の撮像出力データにつ
いて、シェーディング補正誤差が所定量以下になってい
るか否かを判定し、シェーディング補正誤差が大きい場
合には、その誤差が小さくなるように上記アイリス制御
部（８）や前置増幅器（２）のゲインを変えて、上記シ
ェーディング検出モードの動作を繰り返し行い、上記シ
ェーディング補正誤差が所定量以下になる係数データを
上記メモリ（１３）に記憶する。これにより、撮像素子
（１）による撮像信号に対して最適なシェーディング補
正処理を確実に行うことができる。

Ｈ発明の効果 上述のように、本発明に係るにシェーディング補正回路
では、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子
に光が入射しない状態又は撮像素子の全面に光量の均一
な光が入射した状態で撮像素子から得られる撮像出力信
号から、黒シエーデイング特性又は白シェーディング特
性をディジタル処理により検出して、シェーディング補
正に必要な信号レベルの鋸歯状波信号及びパラボラ波信
号を自動的に形成することができる。上記撮像素子の各
画素の撮像出力信号のレベルデータを垂直方向及び水平
方向に所定間隔でサンプリングすることにより、データ
量を削減した第１及び第２のデータ列に基づいて、上記
撮像素子の撮像出力信号のシェーディング特性を検出す
るので、少ない容量のメモリを用いてシェーディング特
性の検出処理を行うことができる。

従って、本発明によれば、鋸歯状波信号発生手段による
鋸歯状波信号及びパラボラ波信号発生手段によるパラボ
ラ波信号によって撮像素子の撮像出力信号にシェーディ
ング補正処理を施すようにしたシェーディング補正回路
において、簡単な回路構成で適正なシェーディング補正
処理を迅速に且つ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシェーディング補正回路の構成を
示すブロック図、第２図は上記シェーディング補正回路
に撮像出力信号を供給する固体撮像素子の画素の配置状
態と水平方向及び垂直方向のシェーディング特性の一例
を示す説明図、第３図は上記シェーディング補正回路に
用いるディジタル構成の鋸歯状波信号発生回路の構成例
を示すブロック図、第４図は上記ディジタル構成の鋸歯
状波信号発生回路の動作を説明するための出力特性図、
第５図は上記シェーディング補正回路に用いるディジタ
ル構成のパラボラ波信号発生回路の構成例を示すブロッ
ク図、第６図は上記ディジタル構成のパラボラ波信号発
生回路の動作を説明するための出力特性図である。 （１）・・・・・・・・撮像素子 （３）・・・・・・・・補正処理回路 （５）・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器 （１０）・・・・・・・・補正信号形成部（１１）・・
・・・・・・サンプリング回路（１２）・・・・・・・
・演算処理装置（１３）・・・・・・・・メモリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の画素がマトリクス状に配置された撮像素子の撮像
   出力信号のシェーディング成分を除去するシェーディン
   グ補正回路であって、 上記撮像素子の撮像出力信号をディジタル化するアナロ
   グ・ディジタル変換器と、 上記撮像素子に光が入射しない状態又は上記撮像素子の
   全面に光量の均一な光が入射した状態で上記アナログ・
   ディジタル変換器によりディジタル化された上記撮像素
   子の各画素の撮像出力信号のレベルデータを垂直方向及
   び水平方向に所定間隔でサンプリングし第１及び第２の
   データ列を得るサンプリング手段と、 該サンプリング手段から出力される第１及び第２のデー
   タ列に基づいて、第１及び第２の２次曲線を求める演算
   手段と、 鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波信号発生手段と、 パラボラ波信号を発生するパラボラ波信号発生手段と、 上記演算手段により求めた第１及び第２の２次曲線の２
   次の項の係数に基づいて上記パラボラ波信号発生手段に
   よるパラボラ波信号の信号レベルを制御する第１のレベ
   ル制御回路と、 上記演算手段により求めた第１及び第２の２次曲線の１
   次の項の係数に基づいて上記鋸歯状波信号発生手段によ
   る鋸歯状波信号の信号レベルを制御する第２のレベル制
   御回路と、 撮影時に上記第１及び第２のレベル制御回路により信号
   レベルの制御された上記パラボラ波信号及び鋸歯状波信
   号によって上記撮像素子の撮像出力信号にシェーディン
   グ補正処理を施す補正処理手段とを備え、 上記アナログ・ディジタル変換器の出力データをシェー
   ディング補正処理済の撮像出力データとして後段の信号
   処理回路に供給するようになされていることを特徴とす
   るシェーディング補正回路。