JPH06178198A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH06178198A JPH06178198A JP4325124A JP32512492A JPH06178198A JP H06178198 A JPH06178198 A JP H06178198A JP 4325124 A JP4325124 A JP 4325124A JP 32512492 A JP32512492 A JP 32512492A JP H06178198 A JPH06178198 A JP H06178198A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- state image
- image pickup
- camera lens
- sensitivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】カメラレンズの絞り値による固体撮像素子の感
度の変化を補正する。 【構成】記憶装置６に固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃの
感度のカメラレンズの絞り値に対する変化を補正するデ
ータを記録しておき、カメラレンズ１の絞り値に連動し
て出力される絞り値のデータ１１に対応する感度補正デ
ータ９ａ，９ｂ，９ｃによって、ゲインコントロールア
ンプ５ａ，５ｂ，５ｃを調節して、固体撮像素子３ａ，
３ｂ，３ｃの感度を補正することにより色むら、シェー
ディング等の画像欠点のない画像を得ることができる。
度の変化を補正する。 【構成】記憶装置６に固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃの
感度のカメラレンズの絞り値に対する変化を補正するデ
ータを記録しておき、カメラレンズ１の絞り値に連動し
て出力される絞り値のデータ１１に対応する感度補正デ
ータ９ａ，９ｂ，９ｃによって、ゲインコントロールア
ンプ５ａ，５ｂ，５ｃを調節して、固体撮像素子３ａ，
３ｂ，３ｃの感度を補正することにより色むら、シェー
ディング等の画像欠点のない画像を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関し、特
にオンチップマイクロレンズを積層した固体撮像素子を
用いた３板式カラー固体撮像装置に関する。
にオンチップマイクロレンズを積層した固体撮像素子を
用いた３板式カラー固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な３板式カラー固体撮像装置、た
とえば赤色用，緑色用，青色用の３つの固体撮像素子を
備えたカメラのブロック図を図５に示す。カメラレンズ
１を通過した光は色分解用プリズム２によって赤色光，
緑色光，青色光に分解され、固体撮像素子３ａ，３ｂ，
３ｃに入射する。この固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃは
駆動回路（図示せず）によって駆動され、その出力信号
はアンプ４ａ，４ｂ，４ｃによって増幅された後、プロ
セス回路およびエンコーダ回路７によって合成され、映
像信号として出力される。
とえば赤色用，緑色用，青色用の３つの固体撮像素子を
備えたカメラのブロック図を図５に示す。カメラレンズ
１を通過した光は色分解用プリズム２によって赤色光，
緑色光，青色光に分解され、固体撮像素子３ａ，３ｂ，
３ｃに入射する。この固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃは
駆動回路（図示せず）によって駆動され、その出力信号
はアンプ４ａ，４ｂ，４ｃによって増幅された後、プロ
セス回路およびエンコーダ回路７によって合成され、映
像信号として出力される。
【０００３】このとき、画像欠陥を補正する場合、図９
に示したように、あらかじめ各デバイスの欠陥補正デー
タを記憶装置６に記録しておき、アンプ４ａ，４ｂ，４
ｃの出力をゲインコントロールアンプ５ａ，５ｂ，５ｃ
で補正する方法がある。ここで、ゲインコントロールア
ンプ５ａ，５ｂ，５ｃの出力ゲインはカメラレンズの絞
り値によらず一定となっている。
に示したように、あらかじめ各デバイスの欠陥補正デー
タを記憶装置６に記録しておき、アンプ４ａ，４ｂ，４
ｃの出力をゲインコントロールアンプ５ａ，５ｂ，５ｃ
で補正する方法がある。ここで、ゲインコントロールア
ンプ５ａ，５ｂ，５ｃの出力ゲインはカメラレンズの絞
り値によらず一定となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】最近の固体撮像素子
は、その感度向上のためチップ上の感光画素上にマイク
ロレンズを備えている。図６（ａ）〜（ｄ）に示すよう
に、固体撮像素子に入射した光はマイクロレンズにより
屈折する。この屈折光はマイクロレンズへの入射光の入
射角が大きいほどフォトダイオード中心から離れた部分
に集光する（（ｃ），（ｄ））。このため、カメラレン
ズの絞り値を小さくする。すなわち絞りを広げてゆく
と、フォトダイオード開口端で遮られる光量の比較が大
きくなる。したがって、固体撮像素子に入射する光量が
カメラレンズの絞りに対して一定になるようにした場
合、カメラレンズの絞りを広げてゆくと感度が減少して
しまう。
は、その感度向上のためチップ上の感光画素上にマイク
ロレンズを備えている。図６（ａ）〜（ｄ）に示すよう
に、固体撮像素子に入射した光はマイクロレンズにより
屈折する。この屈折光はマイクロレンズへの入射光の入
射角が大きいほどフォトダイオード中心から離れた部分
に集光する（（ｃ），（ｄ））。このため、カメラレン
ズの絞り値を小さくする。すなわち絞りを広げてゆく
と、フォトダイオード開口端で遮られる光量の比較が大
きくなる。したがって、固体撮像素子に入射する光量が
カメラレンズの絞りに対して一定になるようにした場
合、カメラレンズの絞りを広げてゆくと感度が減少して
しまう。
【０００５】前述した固体撮像装置のように、各固体撮
像素子のアンプの増幅率が一定になっていると、図７の
ように各固体撮像素子のカメラレンズの絞り値に対する
感度の変化率が異なる場合、カメラレンズの絞り値を変
えると各固体撮像素子の出力信号のレベルのバランスが
くずれ、絞りに応じてホワイトバランスが変化し、画像
の色再現性が劣化するという問題がある。図７におい
て、縦軸はカメラレンズ絞りの基準をＦ８とした時の相
対感度であり、横軸はカメラレンズ絞り（焦点距離／絞
り開口直径）を示している。また、オンチップマイクロ
レンズがフォトダイオード開口に対して位置ずれを生
じ、これが素子内でずれ具合が異なるとシェーディング
となる。また、これが複数の固体撮像素子毎に異なるた
め、絞り値に応じて色ムラが変化し、非常に見苦しい画
像になるといった欠点もある。
像素子のアンプの増幅率が一定になっていると、図７の
ように各固体撮像素子のカメラレンズの絞り値に対する
感度の変化率が異なる場合、カメラレンズの絞り値を変
えると各固体撮像素子の出力信号のレベルのバランスが
くずれ、絞りに応じてホワイトバランスが変化し、画像
の色再現性が劣化するという問題がある。図７におい
て、縦軸はカメラレンズ絞りの基準をＦ８とした時の相
対感度であり、横軸はカメラレンズ絞り（焦点距離／絞
り開口直径）を示している。また、オンチップマイクロ
レンズがフォトダイオード開口に対して位置ずれを生
じ、これが素子内でずれ具合が異なるとシェーディング
となる。また、これが複数の固体撮像素子毎に異なるた
め、絞り値に応じて色ムラが変化し、非常に見苦しい画
像になるといった欠点もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、複数の固体撮像素子の他、ゲインコントロールアン
プ，記憶装置および絞り値データを出力可能なカメラレ
ンズを備えており、記憶装置に記録したカメラレンズの
絞り値データに対応した複数の固体撮像素子のそれぞれ
の感度の変化率によって、カメラレンズの絞り値に連動
してゲインコントロールアンプを調節し固体撮像素子の
感度を補正することを特徴としている。
は、複数の固体撮像素子の他、ゲインコントロールアン
プ，記憶装置および絞り値データを出力可能なカメラレ
ンズを備えており、記憶装置に記録したカメラレンズの
絞り値データに対応した複数の固体撮像素子のそれぞれ
の感度の変化率によって、カメラレンズの絞り値に連動
してゲインコントロールアンプを調節し固体撮像素子の
感度を補正することを特徴としている。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の固体撮像装置のブロ
ック図である。カメラレンズ１を通過した光は、色分解
用プリズム２で赤色光，緑色光，青色光に分解された
後、固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃに入射する。固体撮
像素子３ａ，３ｂ，３ｃは駆動回路（図示せず）によっ
て駆動され、その出力はバッファアンプ４ａ，４ｂ，４
ｃを通してゲインコントロールアンプ５ａ，５ｂ，５ｃ
に入力される。
る。図１は本発明の第１の実施例の固体撮像装置のブロ
ック図である。カメラレンズ１を通過した光は、色分解
用プリズム２で赤色光，緑色光，青色光に分解された
後、固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃに入射する。固体撮
像素子３ａ，３ｂ，３ｃは駆動回路（図示せず）によっ
て駆動され、その出力はバッファアンプ４ａ，４ｂ，４
ｃを通してゲインコントロールアンプ５ａ，５ｂ，５ｃ
に入力される。
【０００８】また、記憶装置６には固体撮像素子３ａ，
３ｂ，３ｃのそれぞれについて、カメラレンズの絞り値
に対応する感度値が記録されている。たとえば固体撮像
素子３ａの感度がカメラレンズの絞り値に対して図８の
ような変化をする場合、カメラレンズのある絞り値、た
とえばＦ８のときの感度を基準とした相対感度を補正用
データとして記録しておき、カメラレンズ１から出力さ
れる絞り値データ１１を入力することにより、その絞り
値に対応した補正用データ信号９ａが出力される。この
補正用データ信号９ａの逆数をバッファアンプ４ａを経
て来た固体撮像素子３ａの出力信号に乗算するようにし
てゲインコントロールアンプ５ａを調節する。これによ
り、感度はカメラレンズ１の絞り値に依存せず一定とな
る。固体撮像素子３ｂ，３ｃについても同様の補正を行
い、感度のカメラレンズの絞り値に対する依存性を除去
することにより、ゲインコントロールアンプ５ａ，５
ｂ，５ｃの出力信号のレベルのバランスが一定となり、
カメラレンズの絞りを変えても色の再現性が劣化するよ
うな現像はなくなる。
３ｂ，３ｃのそれぞれについて、カメラレンズの絞り値
に対応する感度値が記録されている。たとえば固体撮像
素子３ａの感度がカメラレンズの絞り値に対して図８の
ような変化をする場合、カメラレンズのある絞り値、た
とえばＦ８のときの感度を基準とした相対感度を補正用
データとして記録しておき、カメラレンズ１から出力さ
れる絞り値データ１１を入力することにより、その絞り
値に対応した補正用データ信号９ａが出力される。この
補正用データ信号９ａの逆数をバッファアンプ４ａを経
て来た固体撮像素子３ａの出力信号に乗算するようにし
てゲインコントロールアンプ５ａを調節する。これによ
り、感度はカメラレンズ１の絞り値に依存せず一定とな
る。固体撮像素子３ｂ，３ｃについても同様の補正を行
い、感度のカメラレンズの絞り値に対する依存性を除去
することにより、ゲインコントロールアンプ５ａ，５
ｂ，５ｃの出力信号のレベルのバランスが一定となり、
カメラレンズの絞りを変えても色の再現性が劣化するよ
うな現像はなくなる。
【０００９】図２は本発明の第２の実施例を示したブロ
ック図である。記憶装置６には画面上の全画素について
カメラレンズ１の絞り値に対応した感度補正用のデータ
が記録されている。同期信号発生器１０から出力される
各画素に同期したデータ補正用の同期信号１３に同期し
て各画素に対応した感度の補正データが選択される。た
とえば、水平転送レジスタ駆動信号および垂直転送レジ
スタ駆動信号のパルスの数をカウントすることにより、
現在映像出力されている画素の位置を確認させ、その補
正データによってゲインコントロールアンプ５ａ，５
ｂ，５ｃを調節し、固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃの感
度を補正する。これにより、オンチップマイクロレンズ
のフォトダイオード開口に対する位置ずれのばらつき等
によって生じる各画素毎の感度むらを補正し、その結果
３個の固体撮像素子の合成信号における色むらや色シェ
ーディングといった現象も解消できる。
ック図である。記憶装置６には画面上の全画素について
カメラレンズ１の絞り値に対応した感度補正用のデータ
が記録されている。同期信号発生器１０から出力される
各画素に同期したデータ補正用の同期信号１３に同期し
て各画素に対応した感度の補正データが選択される。た
とえば、水平転送レジスタ駆動信号および垂直転送レジ
スタ駆動信号のパルスの数をカウントすることにより、
現在映像出力されている画素の位置を確認させ、その補
正データによってゲインコントロールアンプ５ａ，５
ｂ，５ｃを調節し、固体撮像素子３ａ，３ｂ，３ｃの感
度を補正する。これにより、オンチップマイクロレンズ
のフォトダイオード開口に対する位置ずれのばらつき等
によって生じる各画素毎の感度むらを補正し、その結果
３個の固体撮像素子の合成信号における色むらや色シェ
ーディングといった現象も解消できる。
【００１０】図３（ａ）は本発明の第３の実施例を示し
たものであり、映像画面上に感度補正の代表点が配列さ
れている。これは第２の実施例における記憶装置６の使
用記憶容量を縮小させるものであり、この固体撮像装置
の構成のブロック図は第２の実施例と同じく図２で示さ
れる。ここで記憶装置６は複数の感度補正の代表点の画
素の算出するように演算機能を備えているものとする。
たものであり、映像画面上に感度補正の代表点が配列さ
れている。これは第２の実施例における記憶装置６の使
用記憶容量を縮小させるものであり、この固体撮像装置
の構成のブロック図は第２の実施例と同じく図２で示さ
れる。ここで記憶装置６は複数の感度補正の代表点の画
素の算出するように演算機能を備えているものとする。
【００１１】図３（ａ）において、映像画面１６上に感
度補正の代表点３−１１〜３−７９が水平方向に９点、
垂直方向に７点等間隔に並んでいる。この各点について
カメラレンズの絞り値に対応した補正データが図２の記
憶装置６に記録されている。記憶装置６には同期信号発
生器１０から同期信号１３が入力される。この同期信号
１３は図４に示したような補正データ用水平同期信号１
７と補正データ用垂直同期信号１８とからなっている。
水平同期信号１７は感度補正の代表点３−１１〜３−７
９の画素に同期してパルスを発生し、垂直同期信号１８
は感度補正の代表点３−１１〜３−７９のある水平映像
期間の先頭に同期してパルスを発生する。記憶装置６は
これらのパルスを水平同期信号１７については１水平映
像期間毎、垂直同期信号１８については１垂直映像期間
毎にカウントすることにより、現在の映像出力されてい
る画素の位置を確認する。
度補正の代表点３−１１〜３−７９が水平方向に９点、
垂直方向に７点等間隔に並んでいる。この各点について
カメラレンズの絞り値に対応した補正データが図２の記
憶装置６に記録されている。記憶装置６には同期信号発
生器１０から同期信号１３が入力される。この同期信号
１３は図４に示したような補正データ用水平同期信号１
７と補正データ用垂直同期信号１８とからなっている。
水平同期信号１７は感度補正の代表点３−１１〜３−７
９の画素に同期してパルスを発生し、垂直同期信号１８
は感度補正の代表点３−１１〜３−７９のある水平映像
期間の先頭に同期してパルスを発生する。記憶装置６は
これらのパルスを水平同期信号１７については１水平映
像期間毎、垂直同期信号１８については１垂直映像期間
毎にカウントすることにより、現在の映像出力されてい
る画素の位置を確認する。
【００１２】たとえば、水平同期信号１７のパルスのカ
ウント数が１，垂直同期信号１８のパルスのカウント数
が２であるとき、映像出力される画素は感度補正の代表
点３−２１，３−２２，３−３１，３−３２で囲まれた
領域内にあることになる。この領域内にある画素Ａの感
度補正データ値ＶA は、たとえば次のような方法で補正
する。感度補正の代表点３−２１，３−２２，３−３
１，３−３２の感度補正データ値をそれぞれＶ21，
Ｖ22，Ｖ31，Ｖ32とし、図３（ｂ）のように感度補正の
代表点３−２１と３−２２の間隔画素数をＸ，感度補正
の代表点３−３１と３−３２の間隔画素数をＹ，画素Ａ
の感度補正の代表点３−２１からの水平位置画素数をＡ
x ，垂直位置画素数をＡy とする。任意の２画素間の感
度が線形的に変化すると、画素Ａの感度補正データＶA
は ＶA ＝（Ｖ22−Ｖ21−Ｖ32＋Ｖ31）・Ａx ・Ａy ／Ｘ・Ｙ となる。他の領域の場合についても同様に算出される。
感度補正の代表点の間隔が小さくなるほど、すなわち、
感度補正の代表点の数が多くなるほど感度補正の精度が
向上することになる。
ウント数が１，垂直同期信号１８のパルスのカウント数
が２であるとき、映像出力される画素は感度補正の代表
点３−２１，３−２２，３−３１，３−３２で囲まれた
領域内にあることになる。この領域内にある画素Ａの感
度補正データ値ＶA は、たとえば次のような方法で補正
する。感度補正の代表点３−２１，３−２２，３−３
１，３−３２の感度補正データ値をそれぞれＶ21，
Ｖ22，Ｖ31，Ｖ32とし、図３（ｂ）のように感度補正の
代表点３−２１と３−２２の間隔画素数をＸ，感度補正
の代表点３−３１と３−３２の間隔画素数をＹ，画素Ａ
の感度補正の代表点３−２１からの水平位置画素数をＡ
x ，垂直位置画素数をＡy とする。任意の２画素間の感
度が線形的に変化すると、画素Ａの感度補正データＶA
は ＶA ＝（Ｖ22−Ｖ21−Ｖ32＋Ｖ31）・Ａx ・Ａy ／Ｘ・Ｙ となる。他の領域の場合についても同様に算出される。
感度補正の代表点の間隔が小さくなるほど、すなわち、
感度補正の代表点の数が多くなるほど感度補正の精度が
向上することになる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、記憶装置
に記録したカメラレンズの絞り値に対応した固体撮像素
子の感度の変化率のデータによって、カメラレンズの絞
り値に連動してゲインコントロールアンプを調節し、固
体撮像素子の感度を補正することにより、複数の固体撮
像素子を使用したシステムにおいてもカメラレンズの絞
り値の変化によるホワイトバランスのずれ、色むら、シ
ェーディング等の画像欠点のない画像を得ることができ
る。
に記録したカメラレンズの絞り値に対応した固体撮像素
子の感度の変化率のデータによって、カメラレンズの絞
り値に連動してゲインコントロールアンプを調節し、固
体撮像素子の感度を補正することにより、複数の固体撮
像素子を使用したシステムにおいてもカメラレンズの絞
り値の変化によるホワイトバランスのずれ、色むら、シ
ェーディング等の画像欠点のない画像を得ることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示し、（ａ）は映像画
面上の感度補正代表点，（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図
である。
面上の感度補正代表点，（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図
である。
【図４】本発明の第３の実施例の同期信号等を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来例のブロック図である。
【図６】（ａ），（ｃ）はカメラレンズの断面図，
（ｂ），（ｄ）はマイクロレンズの断面図である。
（ｂ），（ｄ）はマイクロレンズの断面図である。
【図７】固体撮像素子の感度のカメラレンズの絞り値依
存性を示す図である。
存性を示す図である。
【図８】固体撮像素子の感度のカメラレンズの絞り値依
存性を示す図である。
存性を示す図である。
【図９】従来の他の例を示すブロック図である。
１ カメラレンズ ２ プリズム ３ａ，３ａｂ，３ｃ 固体撮像素子 ４ａ，４ｂ，４ｃ バッファアンプ ５ａ，５ｂ，５ｃ ゲインコントロールアンプ ６ 記憶装置 ７ プロセス回路およびエンコーダ回路 ８ 駆動回路 １０ 同期信号発生器
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の固体撮像素子を用いて１画像を構
成する固体撮像装置において、前記複数の固体撮像素子
の他、ゲインコントロールアンプ，記憶装置および絞り
値データを出力可能なカメラレンズを有し、前記記憶装
置に記録した前記カメラレンズの絞り値データに対応し
た前記複数の固体撮像素子のそれぞれの感度の変化率に
よって、前記カメラレンズの絞り値に連動して前記ゲイ
ンコントロールアンプを調節し、前記固体撮像素子の感
度を補正することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記固体撮像素子の画素毎に前記カメラ
レンズの絞り値に連動した感度補正を行うことを特徴と
する請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記固体撮像素子の画面をｍ×ｎ（ｍ，
ｎは１より大きい自然数）に分割し、各分割領域毎に前
記カメラレンズの絞り値に連動した感度補正を行うこと
を特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325124A JPH06178198A (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325124A JPH06178198A (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06178198A true JPH06178198A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18173353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4325124A Pending JPH06178198A (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06178198A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2000054513A1 (fr) * | 1999-03-11 | 2000-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Camera de television et procede de correction de l'equilibrage des blancs |
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| WO2013099636A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置及びその制御方法並びに交換レンズとレンズ交換式撮像装置本体 |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP4325124A patent/JPH06178198A/ja active Pending
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