JPH05137073A - 固体撮像素子の固定パターン補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像信号が所定レベルを超えた場合でも、固
定パターン補正により必要な映像信号が欠落するのを防
ぐ。固体撮像素子の固定パターンを記憶するための第２
の記憶手段の容量を小さくする。 【構成】 第１の記憶手段６に記憶されたある画素の信
号が所定のレベルを超えていた場合には、その画素に対
しては固定パターン補正を行わないか、第２の記憶手段
７に記憶された固定パターン信号を、前記ある画素のレ
ベルに応じて変換する。固体撮像素子の画素の中で輝度
信号に最も比重の大きい画素にのみ固定パターン補正を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の固定パ
ターン補正装置に係り、特にメモリーを利用して行う、
電子スチルカメラ等に好適に用いられる固体撮像素子の
固定パターン補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の固定パターン補正装置を用いた固
体撮像装置は、図６に示すように構成されており、同図
において、１は被写体光を集光するためのレンズ、２は
シャッター、３は被写体光を電気信号に変換するための
固体撮像素子、４は固体撮像素子３の出力信号をデジタ
ル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、５は切換スイ
ッチ、６は固体撮像素子３の出力信号を記憶するための
メモリー、７は固体撮像素子３の固定パターンを記憶す
るためのメモリー、８は固体撮像素子３の出力信号から
固体パターンを減算するための減算回路、９は減算回路
８の出力を処理するための信号処理回路である。なお、
図中、破線部は固定パターン補正装置部を示す。

【０００３】図６を用いて、従来の固定パターン補正装
置の動作について説明する。不図示のレリーズスイッチ
が押されると、シャッター２が開き、レンズ１を通して
入光した被写体光は、固体撮像素子３で電気信号に変換
され、さらにＡ／Ｄ変換回路４でデジタル信号に変換さ
れる。このとき、切換スイッチ５はａの側に接続されて
いて、映像信号はメモリー６に記憶される。これが終る
と、固体撮像素子３の固定パターンを読み出すために、
シャッター２を閉じ、閉じた状態で、再度固体撮像素子
３の信号を読み出し、先の場合と同様にＡ／Ｄ変換回路
４でデジタル信号に変換する。このときには切換スイッ
チ５は、ｂの側に接続され、固体撮像素子３の固定パタ
ーンはメモリー７に記憶される。

【０００４】さらにメモリー６に記憶された映像信号か
らメモリー７に記憶された固定パターンを減算回路８で
減算することにより、固体撮像素子３の固定パターンを
補正する。

【０００５】また、従来の固定パターン補正装置を有す
る固体撮像装置には、図８に示すように、さらに固体撮
像素子３等を駆動するためのタイミング発生回路２０を
有するものがある。かかる固定撮像装置の動作は、レン
ズ１を通して入光した被写体光が、タイミング発生回路
２０によって駆動された固体撮像素子３で電気信号に変
換されることを除き、図６の固体撮像装置と同じであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、図７（ａ）に示すような映像信号がメモリー
６に記憶されていて、図７（ｂ）に示すような固定パタ
ーンがメモリー７に記憶されていれば、減算回路８の出
力は、図７（ｃ）に示すように固定パターンの補正が正
しくされるが、図７（ａ′）に示すように、信号レベル
の高い映像信号がメモリー６に記憶されていて、固定パ
ターンは図７（ｂ）と同様な図７（ｂ′）のような信号
がメモリー７に記憶されている場合、図７（ａ′）の信
号ではある所定の飽和レベル以上の信号は出てこないた
め、信号に含まれる固定パターンの成分も小さくなって
しまう。そのため、減算回路８で図７（ａ′）の信号か
ら図７（ｂ′）の信号を減算すると、図７（ｃ′）のよ
うに、正しく固定パターン補正ができずに、必要な信号
分まで欠落してしまうという問題点があった。

【０００７】また、固体撮像素子３の固定パターンを記
憶するためのメモリー７として、映像信号を記憶するた
めのメモリー６と同じ容量のメモリーが必要であり、コ
スト高の原因となる問題点もあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明の固体撮
像素子の固定パターン補正装置は、被写体光を電気信号
に変換して出力する固体撮像素子と、この固体撮像素子
の出力信号を記憶するための第１の記憶手段と、前記固
体撮像素子のもつ固定パターン成分を記憶するための第
２の記憶手段とを備え、前記第１の記憶手段に記憶され
た信号から、前記第２の記憶手段に記憶された固定パタ
ーン信号を減算することによって、前記固体撮像素子の
固定パターン補正を行う固定パターン補正装置におい
て、前記第１の記憶手段に記憶されたある画素の信号が
所定のレベルを超えていた場合には、その画素に対して
は固定パターン補正を行わないことを特徴とする。本願
第２の発明の固体撮像素子の固定パターン補正装置は、
被写体光を電気信号に変換して出力する固体撮像素子
と、この固体撮像素子の出力信号を記憶するための第１
の記憶手段と、前記固体撮像素子のもつ固定パターン成
分を記憶するための第２の記憶手段とを備え、前記第１
の記憶手段に記憶された信号から、前記第２の記憶手段
に記憶された固定パターン信号を減算することによっ
て、前記固体撮像素子の固定パターン補正を行う固定パ
ターン補正装置において、前記第１の記憶手段に記憶さ
れたある画素の信号が所定のレベルを超えていた場合に
は、前記第２の記憶手段に記憶された固定パターン信号
を、前記第１の記憶手段に記憶された信号レベルに応じ
て変換した後に、前記第１の記憶手段に記憶された信号
から減算することを特徴とする。

【０００９】本願第３の発明の固体撮像素子の固定パタ
ーン補正装置は、被写体光を電気信号に変換して出力す
る固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力信号を記憶
するための第１の記憶手段と、前記固体撮像素子のもつ
固定パターン成分を記憶するための第２の記憶手段とを
備え、前記第１の記憶手段に記憶された信号から、前記
第２の記憶手段に記憶された固定パターン信号を減算す
ることによって、前記固体撮像素子の固定パターン補正
を行う固定パターン補正装置において、前記固体撮像素
子の画素の中で輝度信号に最も比重の大きい画素にのみ
固定パターン補正を行うことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本願第１又は第２の発明は、固体撮像素子の出
力信号を記憶する第１の記憶手段に記憶された、ある画
素の信号が所定のレベルを超えていた場合には、その画
素に対しては固定パターン補正を行わないか、あるい
は、固体撮像素子のもつ固定パターン成分を記憶するた
めの第２の記憶手段の固定パターン成分の補正量を変え
ることにより、所定レベルを超えた映像信号の場合に、
固定パターン補正により必要な映像信号が欠落するのを
防ぐものである。

【００１１】本願第３の発明は、固体撮像素子の画素の
中で輝度信号に最も比重の大きい画素にのみ固定パター
ン補正を行うことにより、固体撮像素子の固定パターン
を記憶するためのメモリーの容量を小さくするものであ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。まず、本願第１の発明の実施例について説明
する。

【００１３】図１は本願第１の発明を用いた固体撮像装
置の一実施例を示すブロック図である。なお、図１にお
いて図６と同一構成部材については同一符号を付する。

【００１４】同図において、１は被写体光を集光するた
めのレンズ、２はシャッター、３は被写体光を電気信号
に変換するための固体撮像素子、４は固体撮像素子３の
出力信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回
路、５は切換スイッチ、６は固体撮像素子３の出力信号
を記憶するための第１の記憶手段となるメモリー、７は
固体撮像素子３の固定パターンを記憶するための第２の
記憶手段となるメモリー、８は固体撮像素子３の出力信
号から固体パターンを減算するための減算回路、９は減
算回路８の出力を処理するための信号処理回路である。
また、１０はメモリー６に記憶された信号の信号レベル
を検出するための信号レベル検出手段であり、１１は信
号レベル検出手段１０で検出された信号レベルが所定の
レベルを超えているかどうかを判断する信号レベル判断
手段であり、１２は信号レベル判断手段１１の結果をも
とに、固定パターン補正を行なうかどうかを切り換える
ためのスイッチである。なお、図中、破線部は固定パタ
ーン補正装置部を示す。

【００１５】図１を用いて、上記実施例の動作について
説明する。不図示のレリーズスイッチが押されると、シ
ャッター２が開き、レンズ１を通して入光した被写体光
は、固体撮像素子３で電気信号に変換され、さらにＡ／
Ｄ変換回路４でデジタル信号に変換される。このとき、
切換スイッチ５はａの側に接続されていて、映像信号は
メモリー６に記憶される。これが終ると、固体撮像素子
３の固定パターンを読み出すために、シャッター２を閉
じ、閉じた状態で、再度固体撮像素子３の信号を読み出
し、先の場合と同様にＡ／Ｄ変換回路４でデジタル信号
に変換する。このときには切換スイッチ５は、ｂの側に
接続され、固体撮像素子３の固定パターンはメモリー７
に記憶される。

【００１６】さらにメモリー６に記憶された映像信号を
順次読み出し、各画素の映像信号の信号レベルを信号レ
ベル検出手段１０で順次検出し、さらにその検出した信
号レベルが所定のレベルを超えているかを信号レベル判
断手段１１で判断する。その判断結果、その画素の信号
レベルが所定のレベル以下であれば、スイッチ１２を閉
じ、先の従来例と同様に、メモリー６に記憶された映像
信号からメモリー７に記憶された固定パターンを減算回
路８で減算することにより、固体撮像素子３の固定パタ
ーンを補正する。また、先の判断結果、その画素の信号
レベルが所定のレベルを超えていれば、スイッチ１２を
開き、その画素に対しては固定パターン補正を行なわな
いようにする。このようにすることにより、従来例で示
したような、所定レベルを超えた映像信号に対して固定
パターン補正を行ない、必要な映像信号までが欠落して
しまうという問題点を解決することができる。

【００１７】次に本願第２の発明の実施例について説明
する。図２は本願第２の発明を用いた固体撮像装置の一
実施例を示すブロック図である。図において図１と同一
構成部材については同一符号を付して説明を省略する。

【００１８】図２において、１３は信号レベル判断手段
１１での信号レベル判断結果に基づき、メモリー７に記
憶されている固定パターンの値を補正するための補正値
を演算するための補正値演算部である。なお、図中、破
線部は固定パターン補正装置部を示す。

【００１９】図２を用いて上記本願第２の発明の実施例
の動作について説明する。なお、メモリー６に映像信号
を、メモリー７に固定パターンを記憶するところまで
は、図１に示した実施例と同じであるので、かかる動作
までの説明を省略する。メモリー７に固定パターンが記
憶されると、メモリー６に記憶された映像信号を順次読
み出し、各画素の映像信号の信号レベルを信号レベル検
出手段１０で順次検出し、さらにその検出した信号レベ
ルが所定のレベルを超えているかを信号レベル判断手段
１１で判断する。その判断結果、その画素の信号レベル
が所定のレベルを超えているときには、メモリー７に記
憶されている固定パターンを補正値演算部１３で補正す
る。例えば、図３（ａ）に示すような映像信号がメモリ
ー６に記憶されていて、固定パターンとして図３（ｂ）
のような信号がメモリー７に記憶されている場合、図３
（ａ）のような映像信号を信号レベル判断手段１１で判
断すると、図３の，の部分は飽和レベルに達してい
るので、メモリー７に記憶されている図３（ｂ）のよう
な固定パターンに対して，の部分では補正値演算部
１３で演算を行い、図３（ｂ′）のような信号に変換す
る。この信号を減算回路８を用いてメモリー６に記憶さ
れた映像信号から減算することにより、図３（ｃ）に示
すような信号が得られる。このようにすることにより、
図１に示した本願第１の発明の実施例と同様に、所定レ
ベルを超えた映像信号に対して固定パターン補正を行う
ことにより、必要な映像信号までが欠落してしまう問題
点を解決することができる。

【００２０】次に本願第３の発明の実施例について説明
する。

【００２１】図４は本願第３の発明を用いた固体撮像装
置の一実施例を示すブロック図である。なお、図４にお
いて図８と同一構成部材については同一符号を付する。

【００２２】図４において、１は被写体光を集光するた
めのレンズ、２はシャッター、３は被写体光を電気信号
に変換するための固体撮像素子、４は固体撮像素子３の
出力信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回
路、５は切換スイッチ、６は固体撮像素子３の出力信号
を記憶するためのメモリー、７は固体撮像素子３の固定
パターンを記憶するためのメモリー、８は固体撮像素子
３の出力信号から固体パターンを減算するための減算回
路、９は減算回路８の出力を処理するための信号処理回
路、２０は固体撮像素子３等を駆動するためのタイミン
グ発生回路、２１は固体撮像素子３の固体パターンをメ
モリー７に記憶するか、しないかを選択するための切換
スイッチである。なお、図中、破線部は固定パターン補
正装置部を示す。

【００２３】図４を用いて、上記本願第３の発明の実施
例の動作について説明する。不図示のレリーズスイッチ
が押されると、シャッター２が開き、レンズ１を通して
入光した被写体光は、固体撮像素子３で電気信号に変換
され、さらにＡ／Ｄ変換回路４でデジタル信号に変換さ
れる。このとき、切換スイッチ５はａの側に接続されて
いて、映像信号はメモリー６に記憶される。これが終る
と、固体撮像素子３の固定パターンを読み出すために、
シャッター２を閉じ、閉じた状態で、再度固体撮像素子
３の信号を読み出し、先の場合と同様にＡ／Ｄ変換回路
４でデジタル信号に変換する。このときには切換スイッ
チ５は、ｂの側に接続されている。さらに切換スイッチ
２１は輝度信号に最も比重の大きい画素のタイミングで
閉じるようにタイミング発生回路２０で制御され、その
画素に対する固定パターンのみ、メモリー７に記憶す
る。ここで、輝度信号に最も比重の大きい画素というの
は、例えば固体撮像素子３のカラーフィルターの色配列
が図５（ａ）に示すようなものであれば、輝度信号の高
域成分はカラーフィルターがＧ（緑）の部分の信号から
作るため、Ｇの画素が輝度信号に対して最も比重の大き
い画素になる。従って、Ｇの画素に対する信号のみ、メ
モリー７に記憶するように切換スイッチ２１の開閉をタ
イミング発生回路２０によって制御する。また固体撮像
素子３のカラーフィルターの色配列が、図５（ｂ）に示
すようなものであれば、輝度信号は、カラーフィルター
がＹの部分の信号から作るため、Ｙの画素が輝度信号に
対して最も比重の大きい画素になる。従って、Ｙの画素
に対する信号のみ、メモリー７に記憶するように切換ス
イッチ２１の開閉をタイミング発生回路２０で制御す
る。従って、以上２つのカラーフィルターの例では、固
定パターンを記憶するために必要なメモリーの容量は、
図８に示した従来例の２分の１にすることができる。

【００２４】さらに、メモリー６に記憶された映像信号
を順次読み出し、またメモリー７に記憶された固定パタ
ーンを順次読み出す。このとき、メモリー７には前画素
に対する信号は記憶されていないので、メモリー６から
読み出される信号の画素と、メモリー７から読み出され
る画素が一致するようにタイミング発生回路２０で制御
して読み出す。このようにして読み出されたそれぞれの
信号を減算回路８で減算することにより、固体撮像素子
３の固定パターンを補正する。このように輝度信号に対
して最も比重の大きい画素に対してのみ固定パターン補
正をすることにより、固定パターン補正の効果としては
充分な効果が得られ、且つ固定パターンを記憶するため
のメモリーの容量を小さくできるという効果が得られ
る。さらに固体撮像素子のカラーフィルターの色配列が
先に上げた例以外のものでも、先の実施例と同様に、使
用する固体撮像素子の画素のうち輝度信号に最も比重の
大きい画素のみ固定パターン補正することにより、同様
の効果が得られることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１又は第２
の発明によれば、固体撮像素子の出力信号を記憶する第
１の記憶手段に記憶された、ある画素の信号が所定のレ
ベルを超えていた場合には、その画素に対しては固定パ
ターン補正を行わないか、あるいは、固体撮像素子のも
つ固定パターン成分を記憶するための第２の記憶手段の
固定パターン成分の補正量を変えることにより、映像信
号が所定レベルを超えた場合でも、固定パターン補正に
より必要な映像信号が欠落するのを防ぐことができる。

【００２６】また本願第３の発明によれば、撮影時の映
像信号を記憶するための第１の記憶手段と、固体撮像素
子の固定パターンを記憶するための第２の記憶手段とを
設け、映像信号の輝度信号に最も比重の大きい画素に対
する固定パターンのみを選択して第２の記憶手段に記憶
し、第２の記憶手段に記憶された信号を、第１の記憶手
段に記憶された映像信号から減算することにより固定パ
ターン補正を行なうことによって、従来例に比べ、固体
撮像素子の固定パターンを記憶するための第２の記憶手
段の容量を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１の発明を用いた固体撮像装置の一実施
例を示すブロック図である。

【図２】本願第２の発明を用いた固体撮像装置の一実施
例を示すブロック図である。

【図３】本願第２の発明の実施例の固定パターン補正装
置における各部の信号波形である。

【図４】本願第３の発明を用いた固体撮像装置の一実施
例を示すブロック図である。

【図５】本願第３の発明の固定パターン補正装置に使用
される固体撮像素子のカラーフィルターの色配列の例で
ある。

【図６】従来の固定パターン補正装置を用いた固体撮像
装置の構成例を示すブロック図である。

【図７】従来の固定パターン補正装置における各部の信
号波形である。

【図８】従来の固定パターン補正装置を用いた固体撮像
装置の他の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ レンズ ２ シャッター ３ 固体撮像素子 ４ Ａ／Ｄ変換回路 ５ 切換スイッチ ６ メモリー ７ メモリー ８ 減算回路 ９ 信号処理回路 １０ 信号レベル検出手段 １１ 信号レベル判断手段 １２ スイッチ １３ 補正値演算部 ２０ タイミング発生回路 ２１ 切換スイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体光を電気信号に変換して出力する
   固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力信号を記憶す
   るための第１の記憶手段と、前記固体撮像素子のもつ固
   定パターン成分を記憶するための第２の記憶手段とを備
   え、前記第１の記憶手段に記憶された信号から、前記第
   ２の記憶手段に記憶された固定パターン信号を減算する
   ことによって、前記固体撮像素子の固定パターン補正を
   行う固定パターン補正装置において、 前記第１の記憶手段に記憶されたある画素の信号が所定
   のレベルを超えていた場合には、その画素に対しては固
   定パターン補正を行わないことを特徴とする固体撮像素
   子の固定パターン補正装置。
2. 【請求項２】 被写体光を電気信号に変換して出力する
   固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力信号を記憶す
   るための第１の記憶手段と、前記固体撮像素子のもつ固
   定パターン成分を記憶するための第２の記憶手段とを備
   え、前記第１の記憶手段に記憶された信号から、前記第
   ２の記憶手段に記憶された固定パターン信号を減算する
   ことによって、前記固体撮像素子の固定パターン補正を
   行う固定パターン補正装置において、 前記第１の記憶手段に記憶されたある画素の信号が所定
   のレベルを超えていた場合には、前記第２の記憶手段に
   記憶された固定パターン信号を、前記第１の記憶手段に
   記憶された信号レベルに応じて変換した後に、前記第１
   の記憶手段に記憶された信号から減算することを特徴と
   する固体撮像素子の固定パターン補正装置。
3. 【請求項３】 被写体光を電気信号に変換して出力する
   固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力信号を記憶す
   るための第１の記憶手段と、前記固体撮像素子のもつ固
   定パターン成分を記憶するための第２の記憶手段とを備
   え、前記第１の記憶手段に記憶された信号から、前記第
   ２の記憶手段に記憶された固定パターン信号を減算する
   ことによって、前記固体撮像素子の固定パターン補正を
   行う固定パターン補正装置において、 前記固体撮像素子の画素の中で輝度信号に最も比重の大
   きい画素にのみ固定パターン補正を行うことを特徴とす
   る固体撮像素子の固定パターン補正装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の固体撮像素子の固定パタ
   ーン補正装置において、固体撮像素子の画素の中で輝度
   信号に最も比重の大きい画素に対する固定パターンのみ
   を前記第２の記憶手段に記憶することを特徴とする固体
   撮像素子の固定パターン補正装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の固体撮像素子の固定パタ
   ーン補正装置において、前記第２の記憶手段は、固体撮
   像素子の画素の中で輝度信号に最も比重の大きい画素の
   みを、記憶できる容量をもつことを特徴とする固体撮像
   素子の固定パターン補正装置。