JPH07255014A

JPH07255014A - 撮像装置及びその制御方法

Info

Publication number: JPH07255014A
Application number: JP6044418A
Authority: JP
Inventors: Kenji Awamoto; 健司粟本; Yoichiro Sakachi; 陽一郎坂地; Shoji Doi; 正二土肥; Hiroyuki Wakayama; 博之若山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】手間がかからず、装置を簡略化、小型化で
き、より正確な補正データを取得することが容易な撮像
装置及び撮像装置の制御方法を提供する。【構成】固体撮像素子３を有する撮像装置において、
固体撮像素子３を構成する各画素の出力信号に対応する
画像データＤ_Gを各画素毎に複数フレーム分積算し、積
算画像データＩＤ_Gとして記憶する第１メモリ１１と、
各積算画像データＩＤ_G及び積算データ数に基づいて平
均画像データに相当する補正データＤ_Cとして出力する
演算手段６と、補正データＤ_Cを記憶する第２メモリ１
０と、画像データＤ_G及び画像データＤ_Gに対応する補
正データＤ_Cに基づいて補正画像データＣＤ_Gを出力す
る補正手段６と、を備える。

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を用いた撮
像装置及びその制御方法に係り、特に撮像装置の性能、
信頼性を向上させ、画素毎の信号ばらつきを低減する技
術に関する。

【０００２】撮像装置に用いられる固体撮像素子は、半
導体基板上に複数の受光素子（画素）を一次元、または
二次元配置して、撮像対象からの光を受光して光電変換
を行う光電変換素子部と、光電変換素子部により光電変
換された信号を読み出すための回路部と、を備えて構成
されている。近年、この固体撮像素子は、高感度化、低
雑音化が進み、撮像対象からの微小な入射光を検出でき
るようになっている。

【０００３】しかしながら、複数の受光素子の各々の特
性は完全に同一ではないため、出力信号には受光素子ご
とのオフセットばらつき（ゼロ点ばらつき）及び感度ば
らつきの影響が現れる。

【０００４】特に、固体撮像素子を用いて赤外線を検出
し画像化する赤外線撮像装置においては、上記の出力信
号ばらつきが検出される撮像対象からの信号に対して無
視できない大きさであり、これを補正するための信号処
理回路が必須となる。また、補正用の基準信号を発生さ
せ、固体撮像素子に入射させるための基準信号発生機構
も同時に必要となる。

【０００５】このため、信号処理回路と基準信号発生機
構を簡易にして、低コスト化、小型化及び高信頼化が可
能な撮像装置が望まれている。

【０００６】

【従来の技術】図５に固体撮像素子を用いた従来の撮像
装置の概要構成ブロック図を示す。図５においては、説
明の簡略化のため、４×４画素構成の固体撮像素子を示
している。

【０００７】撮像装置２０は、均一輝度の基準画面とし
て機能するシャッタ２１を有し、当該シャッタ２１を駆
動する図示しない駆動部及び必要な場合にはシャッタ２
１を均一な温度とするための図示しない温度設定部を含
むシャッタ機構部２２と、被写体からの光を集光する集
光レンズ２３と、集光された被写体からの光を受光して
画像信号Ｓ_Gとして出力する固体撮像素子２４と、画像
信号Ｓ_Gを増幅して増幅画像信号ＡＳ_Gとして出力する
プリアンプ２５と、増幅画像信号ＡＳ_Gのアナログ／デ
ィジタル変換を行って、画像データＤ_Gとして出力する
アナログ／ディジタル変換器（以下Ａ／Ｄコンバータと
いう）２６と、画像データＤ_G及び補正データＤ_Cに基
づいて補正画像データＣＤ_Gを出力するとともに、後述
の制御回路の制御下で補正データＤ_Cを生成する演算回
路２７と、補正画像データＣＤ_Gをテレビ画像信号Ｓ_TV
に変換して出力する画像生成回路２８と、テレビ画像信
号Ｓ_TVに基づいて画像を表示するテレビモニタ２９と、
撮像装置２０全体の制御を行う制御回路３０と、補正デ
ータＤ_Cの生成指示を制御回路３０に与えるためのマニ
ュアルスイッチ３１と、補正データＤ_Cを記憶するメモ
リ３２と、を備えて構成されている。

【０００８】固体撮像素子２４は、１６個（４×４個）
のフォトダイオード（画素）を備えて構成されており、
各フォトダイオードで受光した光強度に応じた信号電荷
を発生する。

【０００９】次に上記撮像装置における通常撮影時の動
作概要について説明する。この場合において、シャッタ
機構部２２のシャッタ２１は、開状態であるものとす
る。被写体からの光は、シャッタ機構部２２を介して集
光レンズ２３により、固体撮像素子２４上に集光され
る。

【００１０】これにより固体撮像素子２４を構成する各
フォトダイオードは、受光した光を強度に応じて光電変
換し、発生した信号電荷は、電位エネルギー井戸に蓄え
られ、さらに垂直・水平転送される。

【００１１】垂直・水平転送された信号電荷は、図示し
ない出力アンプにより電圧信号に変換され画像信号Ｓ_G
としてプリアンプ２５に出力される。プリアンプ２５
は、画像信号Ｓ_Gを増幅して、増幅画像信号ＡＳ_GをＡ
／Ｄコンバータ２６に出力し、Ａ／Ｄコンバータ２６は
増幅画像信号ＡＳ_Gをアナログ／ディジタル変換して画
像データＤ_Gとして演算回路２７に出力する。

【００１２】演算回路２７は、入力された画像データＤ
_Gに対応する補正データＤ_Cをメモリ３２から読出し、
画像データＤ_Gを補正して補正画像データＣＤ_Gを画像
生成回路２８に出力する。

【００１３】画像生成回路２８は、補正画像データＣＤ
_Gをテレビ画像信号Ｓ_TVに変換してテレビモニタ２９に
出力し、テレビモニタ２９はテレビ画像信号Ｓ_TVに基づ
く画像を表示する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、演算回路２７
における補正動作及び補正データ生成について詳細に説
明する。

【００１５】まず、固体撮像素子２４を構成する３個の
フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃの入出力特性例を図６に示
す。図６に示すように、入射光強度が零のときの出力電
圧値Ｖ_0A、Ｖ_0B、Ｖ_0Cは各フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ
毎に異なっている（零点ばらつき）。また、フォトダイ
オードＣのように、入射光強度に対して、直線性の悪い
出力を持つものも存在する。

【００１６】これらの結果、画像信号Ｓ_Gには、受光素
子であるフォトダイオード毎のオフセット（ゼロ点ばら
つき）が含まれ、均一な被写体（均一揮度のパターン）
を撮像した場合でもその出力電圧は画素ごとに異なって
しまうこととなる。

【００１７】そこで、これを補正するため撮像開始時に
補正データＤ_Cを生成し、通常撮像時には、生成した補
正データＤ_Cを用いて補正演算を行なっている。まず、
撮像開始時に、マニュアルスイッチ３１を操作者が操作
すると、制御回路３０は、シャッタ機構部２２を制御
し、シャッタ２１を閉じる。

【００１８】このときシャッタ２１の表面温度が均一と
なっていれば、シャッタ２１は均一揮度を有する補正用
の基準画面として機能することとなる。そこで、このシ
ャッタ２１の表面を集光レンズ２３を介して固体撮像素
子２４により撮像し、この時の各画素の出力信号をディ
ジタル変換したものを補正データＤ_Cとしてメモリ３２
に記憶させる。

【００１９】より具体的には、補正データＤ_Cは、シャ
ッタ２１を閉じたときに各フォトディテクタに入射する
入射光強度Ｉ_１（赤外線撮像素子ではシャッタ２１の表
面温度に対応する）のときの画像信号Ｓ_Gをアナログ／
ディジタル変換した画像データＤ_Gに相当するものとな
る。

【００２０】次に、通常の撮像時においては、制御回路
３０は、シャッタ２１を開状態として撮像を行い、得ら
れた画像データＤ_Gから演算回路２７により対応する補
正データＤ_Cを読み出して、画像データＤ_Gから補正デ
ータＤ_Cを差引き、補正画像データＣＤ_Gとして画像生
成回路２８に出力する。

【００２１】より詳細には、各フォトディテクタに入射
する入射光強度Ｉ_１に対しては、各画素の出力信号であ
る画像信号Ｓ_Gの電圧値が基準となる画素（ここでは、
フォトディテクタＡ）の電圧値Ｖ_１となるように、画像
データＤ_Gから補正データＤ _Cを差し引いて補正画像デ
ータＣＤ_Gとして画像生成回路２８に出力するのであ
る。

【００２２】これにより、画像生成回路２８は、補正画
像データＣＤ_Gによりテレビ画像信号Ｓ_TVを出力するこ
ととなり、各フォトディテクタのオフセットによるばら
つきは各画素出力がＶ₁となる入射光強度を中心とする
入射光強度範囲で補正されることとなる。

【００２３】上記補正処理後の補正画像データＣＤ_Gに
対応する電圧レベルを入射光強度に対して示すと、図７
に示すような特性となる。より詳細には、各フォトディ
テクタに入射する入射光強度Ｉ_１に対しては、各画素出
力がＶ_１となるように演算するので、信号電圧は一致す
ることとなる。また入射光強度Ｉ_１近傍の光強度の被写
体に対しては、各画素のばらつきは小さく、より均一な
画像が得られる。

【００２４】しかしながら、上述した補正は入射光強度
Ｉ_１において取得した補正データＤ _Cを用いて行ってい
るので、入射光強度Ｉ₁より弱い又は強い入射光強度
（例えば、入射光強度Ｉ_２またはＩ_３）の被写体を撮像
すると、各画素のばらつきは十分には補正されず、例え
ば、フォトディテクタＣでは、それぞれ電圧差Ｖ_２，Ｖ
_３だけ信号電圧のずれが残る。このため均一な入射光に
対しても、均一な画像が得られないという問題点があっ
た。

【００２５】また、上記のように基準となる入射光強度
Ｉ₁よりも弱いあるいは強い入射光強度（例えば、Ｉ_２
またはＩ_３）の被写体を撮像するためには、再び、補正
データを得るべく入射光強度がＩ_２またはＩ_３の均一光
であるようにシャッタの温度を制御し、補正データ取得
動作を行わなければならず、正確な補正データを得るこ
とは困難であるという問題点があった。

【００２６】さらに、補正データを取得するためには、
マニュアルスイッチを操作する手間も必要であり操作者
に負担がかかるという問題点があった。さらにまた、シ
ャッタ機構部２２を必要とするため、装置の大型化、コ
スト増および信頼性を低下してしまうという問題点があ
った。

【００２７】加えて、上記のようにシャッタ機構部２２
のシャッタから輻射する光強度を制御する場合には、さ
らに複雑で高コストの装置となってしまう問題点があっ
た。そこで、本発明の目的は、手間がかからず、装置を
簡略化、小型化でき、より正確な補正データを取得する
ことが容易な撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供す
ることにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明は、固体撮像素子（３）を有する撮像装
置において、前記固体撮像素子（３）を構成する各画素
の出力信号に対応する画像データ（Ｄ_G）を各画素毎に
複数フレーム分積算し、積算画像データ（ＩＤ_G）とし
て記憶する第１メモリ（１１）と、各前記積算画像デー
タ（ＩＤ_G）及び積算データ数に基づいて平均画像デー
タに相当する補正データ（Ｄ_C）として出力する演算手
段（６）と、前記補正データ（Ｄ_C）を記憶する第２メ
モリ（１０）と、前記画像データ（Ｄ_G）及び当該画像
データ（Ｄ_G）に対応する補正データ（Ｄ_C）に基づい
て補正画像データ（ＣＤ_G）を出力する補正手段（６）
と、を備えて構成する。

【００２９】また、第２の発明は、第１の発明の撮像装
置において、前回のフレームに対応する画像データと今
回のフレームに対応する画像データに基づいて画素毎に
差を求め、それらの差の平均値である差データ（Ｄ_L）
を出力する差演算手段（６）と、前記差データ（Ｄ_L）
が予め設定した基準差データ（Ｄ_LREF）を超えたか否か
を判別する判別手段（１４）と、前記差データ（Ｄ_L）
が前記基準差データ（Ｄ_LREF）を超えた場合に前記第１
メモリ（１１）における積算動作を中断する積算中断手
段（９）と、を備えて構成する。

【００３０】さらに第３の発明は、第１の発明または第
２の発明の撮像装置において、１フレーム分の画像デー
タの平均値を求め平均画像データ（ＭＤ_G）として出力
する平均演算手段（６）と、前記平均画像データ（ＭＤ
_G）と予め設定した基準平均画像データ（ＭＤ_GREF）と
を比較し、前記平均画像データ（ＭＤ_G）が前記基準平
均画像データ（ＭＤ_GREF）を超えた場合に前記第１メモ
リ（１１）における積算動作をリセットする積算リセッ
ト手段（９）と、を備えて構成する。

【００３１】

【作用】第１の発明によれば、第１メモリは、固体撮像
素子（３）を構成する各画素の出力信号に対応する画像
データ（Ｄ_G）を各画素毎に複数フレーム分積算し、積
算画像データ（ＩＤ_G）として記憶する（第１記憶工
程）。

【００３２】これにより演算手段は、各積算画像データ
（ＩＤ_G）及び積算データ数に基づいて平均画像データ
に相当する補正データ（Ｄ_C）として出力し（演算工
程）、第２メモリ（１０）は、補正データ（Ｄ_C）を記
憶する（第２記憶工程）。

【００３３】この結果、補正手段は、画像データ
（Ｄ_G）及び当該画像データ（Ｄ_G）に対応する補正デ
ータ（Ｄ_C）に基づいて補正画像データ（ＣＤ_G）を出
力する（補正工程）。

【００３４】従って、補正データ（Ｄ_C）は常に最新の
ものが使用され、より正確な補正を行える。この場合に
おいて、この補正データ（Ｄ_C）は、複数フレームの画
像データ（Ｄ_G）を積算し、平均化することで、刻々と
変化する被写体からの入射光が平滑化され、均一な入射
光パターンを撮像した時に得られる補正データ（Ｄ_C）
と同様なものとなる。

【００３５】また、第２の発明によれば、第１の発明の
作用に加えて、差演算手段（６）は、前回のフレームに
対応する画像データと今回のフレームに対応する画像デ
ータに基づいて画素毎に差を求め、それらの差の平均値
である差データ（Ｄ_L）を出力する（差演算工程）。

【００３６】これにより判別手段（１４）は、差データ
（Ｄ_L）が予め設定した基準差データ（Ｄ_LREF）を超え
たか否かを判別し（判別工程）、積算手段はこの判別結
果に基づいて差データ（Ｄ_L）が基準差データ
（Ｄ_LREF）を超えない場合に第１メモリ（１１）におけ
る積算動作を中断する（積算中断工程）。

【００３７】従って、差データ（Ｄ_L）が基準差データ
（Ｄ_LREF）を超えない場合、すなわち、画像変化が少な
い場合に積算動作を行うことがなくなり、補正用データ
中に被写体の画像パターンが残ることを防止し、より正
確な補正データ（Ｄ_C）を生成することができる。

【００３８】さらに第３の発明によれば、第１の発明の
作用または第２の発明の作用に加えて、平均演算手段
（６）は、１フレーム分の画像データの平均値を求め平
均画像データ（ＭＤ_G）として積算リセット手段（９）
に出力する（平均演算工程）。

【００３９】これにより、積算リセット手段（９）は、
平均画像データ（ＭＤ_G）と予め設定した基準平均画像
データ（ＭＤ_GREF）とを比較し、平均画像データ（ＭＤ
_G）が前記基準平均画像データ（ＭＤ_GREF）を超えた場
合、すなわち、前回求めた積算データ（ＩＤ_G）に基づ
く補正データ（Ｄ_C）ではあまり正確な補正が行えない
と判断した場合には第１メモリ（１１）における積算動
作をリセットする（積算リセット工程）。

【００４０】従って、常に最新の積算画像データ（ＩＤ
_G）に基づいて、より正確な補正データ（Ｄ_C）生成す
ることができる。

【００４１】

【実施例】次に図面を参照して本発明の好適な実施例を
説明する。第１実施例図１に固体撮像素子を用いた撮像装置の概要構成ブロッ
ク図を示す。図１においては、説明の簡略化のため、４
×４画素構成の固体撮像素子を示している。

【００４２】撮像装置１は、被写体からの光を集光する
集光レンズ２と、集光された被写体からの光を受光して
画像信号Ｓ_Gとして出力する固体撮像素子３と、画像信
号Ｓ _Gを増幅して増幅画像信号ＡＳ_Gとして出力するプ
リアンプ４と、増幅画像信号ＡＳ_Gのアナログ／ディジ
タル変換を行って、画像データＤ_Gとして出力するＡ／
Ｄコンバータ５と、画像データＤ_G及び補正データＤ_C
に基づいて補正画像データＣＤ_Gを出力するとともに、
後述の制御回路の制御下で補正データＤ_Cを生成する演
算回路６と、補正画像データＣＤ_Gをテレビ画像信号Ｓ
_TVに変換して出力する画像生成回路７と、テレビ画像信
号Ｓ_TVに基づいて画像を表示するテレビモニタ８と、撮
像装置１全体の制御を行う制御回路９と、補正データＤ
_Cを記憶する第２メモリ１０と、複数フレームの画像デ
ータを画素毎に積算した積算画像データＩＤ_Gを記憶す
る第１メモリ１１と、を備えて構成されている。

【００４３】固体撮像素子２４は、１６個（４×４個）
のフォトダイオードを備えて構成されており、各フォト
ダイオードで受光した光強度に応じた信号電荷を発生す
る。次に上記撮像装置における通常撮影時の概要動作に
ついて説明する。

【００４４】被写体からの光は、集光レンズ２３によ
り、固体撮像素子２４上に集光される。これにより固体
撮像素子２４を構成する各フォトダイオードは、受光し
た光を強度に応じて光電変換し、発生した信号電荷は、
電位エネルギー井戸に蓄えられ、さらに垂直・水平転送
される。

【００４５】垂直・水平転送された信号電荷は、図示し
ない出力アンプにより電圧信号に変換され画像信号Ｓ_G
としてプリアンプ４に出力される。プリアンプ４は、画
像信号Ｓ_Gを増幅して、増幅画像信号ＡＳ_GをＡ／Ｄコ
ンバータ５に出力し、Ａ／Ｄコンバータ５は増幅画像信
号ＡＳ_Gをアナログ／ディジタル変換して画像データＤ
_Gとして演算回路６に出力する。

【００４６】演算回路６は、入力された画像データＤ_G
に対応する補正データＤ_Cを第２メモリ１０から読出
し、画像データＤ_Gを補正して補正画像データＣＤ_Gを
画像生成回路７に出力する。

【００４７】画像生成回路７は、補正画像データＣＤ_G
をテレビ画像信号Ｓ_TVに変換してテレビモニタ８に出力
し、テレビモニタ８はテレビ画像信号Ｓ_TVに基づく画像
を表示する。

【００４８】ここで、演算回路６における補正動作及び
補正データ生成について詳細に説明する。本実施例の撮
像装置は、通常の撮影と並行して補正データＤ_Cを生成
し、生成した補正データＤ_Cを用いて補正演算を行なっ
ている。

【００４９】まず、初期状態においては、第２メモリ１
０には全ての画素に対して補正量零に対応する補正デー
タＤ_Cが格納されているものとする。演算回路６は、Ａ
／Ｄコンバータ６からある画素に対応する画像データＤ
_Gが入力されると、第１メモリ１１の当該画素が対応す
るアドレスに画像データＤ_Gを積算画像データＩＤ_Gと
して積算する。この積算動作は予め設定したＮフレーム
（Ｎ：２以上の整数）の間行われる。

【００５０】Ｎフレーム分の画像データＤ_Gが積算され
ると、演算回路６は得られた積算画像データＩＤ_GをＮ
で除算し、その除算結果を補正画像データＣＤ_Gとし
て、第２メモリ１０に格納する。

【００５１】従って、Ｎフレーム毎に更新される補正画
像データＣＤ_Gを用いて画像データＤ_Gは補正が行われ
ることとなり、通常の撮影状態のままで常に被写体の光
強度に応じた補正が行われることとなる。

【００５２】以上の説明においては、連続するＮフレー
ムの画像データＤ_Gを積算することにより補正画像デー
タＣＤ_Gを得るものとして説明したが、回路の処理速度
等の観点から必ずしも連続したフレームである必要はな
く、処理可能な程度に離れた不連続なＮフレームの画像
データＤ_Gを積算して補正画像データＣＤ_Gを得るよう
に構成することも可能である。第２実施例以上の第１実施例は、積算動作を開始してからＮフレー
ムの画像データＤ_Gを取り込み終えるまでは、積算動作
を連続して（フレームは不連続の場合を含む）行う場合
のものであったが、本第２実施例はある条件の下では積
算動作の途中で積算を中断して、より正確な補正画像デ
ータを得るようにしたものである。

【００５３】図２に第２実施例の撮像装置の概要構成ブ
ロック図を示す。図２において図１の第１実施例と同一
の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。本第２実施例の撮像装置１Ａが第１実施例の撮像装
置１と異なる点は、第１実施例の構成に加えて、複数フ
レーム（特に２フレーム）間の画像データＤ_Gを比較す
るための第３メモリ１２と、前回のフレームに対応する
画像データと今回のフレームに対応する画像データとを
各画素毎に差を取り、その差の総和を被写体の動き及び
輝度変化を表す輝度変化データとして記憶するレジスタ
１３と、輝度変化データと基準輝度変化データを比較す
ることにより、輝度変化データが基準輝度変化データよ
りも低い値、すなわち、被写体の動きあるいは輝度変化
が基準輝度変化データに対応する所定の輝度変化よりも
小さい場合には、第２メモリ１１における積算動作を制
御回路９を介して停止させる判定回路１４と、を備えた
点と、第１メモリ１１が積算する画像データＤ_GはＡ／
Ｄコンバータ５から演算回路６を介して入力される画像
データではなく、第３メモリから転送された画像データ
Ｄ_Gである点である。

【００５４】次に主要動作を説明する。この場合におい
て、新しいフレームの画像データを取り込む毎にレジス
タ１３の値はリセット（例えば、零にする）されるもの
とする。

【００５５】演算回路６は、新しいフレーム（今回のフ
レーム）の画像データＤ_Gが入力されると、順次第３メ
モリ１２に記憶するとともに、前回のフレームの画像デ
ータＤ_Gを第３メモリ１２から読み出し、対応する画素
毎に画像データの差を取り、その結果をレジスタ１３に
加算する。

【００５６】この結果、今回のフレームの画像データで
Ｄ_Gの入力が終了すると、レジスタ１３にはフレーム全
体の輝度変化に対応する値が輝度変化データＤ_Lとして
格納されることとなる。

【００５７】これにより判定回路１４は、今回のフレー
ムの輝度変化データＤ_Lが基準輝度変化データＤ_LREFよ
り大きい場合、すなわち、前回のフレームと今回のフレ
ームとで基準輝度変化データＤ_Lに対応する動き量ある
いは輝度変化量以上の動き量あるいは輝度変化量があっ
た場合には、第３メモリ１２に記憶した画像データＤ _G
を演算回路６を介して第１メモリ１１に転送し、積算さ
せる。

【００５８】また、判定回路１４は、今回のフレームの
輝度変化データＤ_Lが基準輝度変化データＤ_LREFより小
さい場合、すなわち、前回のフレームと今回のフレーム
とで基準輝度変化データＤ_LREFに対応する動き量あるい
は輝度変化量以上の動き量あるいは輝度変化量がなかっ
た場合には、今回のフレームの画像データＤ_Gは第１メ
モリ１１に積算しない。

【００５９】これは動き量や輝度変化量が所定量より少
ない場合には、画像データＤ_Gを積算しても正しい補正
画像データＣＤ_Gを得ることができないからである。例
えば、極端な例であるが、まったく動き及び輝度変化の
ない画像（すなわち、同一の画像）がＮフレームつづい
ていたとすると、Ｎフレームの画像データＤ_Gを積算し
その平均値を取ったとしても、補正データＣＤ_Gは元の
画像に対応するものとなってしまい、正しい補正を行う
ことができないのは明白である。同様に、ある程度の
（基準輝度変化データ未満の輝度変化データに相当す
る）動きあるいは輝度変化があったとしても正しい補正
を行うことはできないからである。

【００６０】従ってこのような場合には、積算動作を行
わないのである。この結果、より正確な補正画像データ
ＣＤ_Gを得ることができる。第３実施例上記各実施例では、Ｎフレーム毎に第１メモリ１１にお
ける積算動作をリセットしていたが、本第３実施例は積
算動作のリセットタイミングを撮像状態に応じて自動的
に設定し、より正確な補正画像データＣＤ_Gを得るもの
である。

【００６１】第３実施例の撮像装置の概要構成ブロック
図を図３に示す。図３において図２の第２実施例と同一
の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。本第３実施例の撮像装置１Ｂが、上記第２実施例の
撮像装置１Ａと異なる点は、第２実施例の構成に加え
て、１フレーム分の画像データＤ_Gの平均値である平均
画像データＭＤ_Gを記憶する第２のレジスタ１５を備
え、判定回路１４にこの平均画像データＭＤ_Gが所定の
基準平均画像データＭＤ_GREFを超えたか否かを判別さ
せ、超えた場合に第１メモリ１１における積算動作をリ
セットさせる点である。

【００６２】これにより、本第３実施例によれば、現在
撮像している被写体の光強度が前回撮像していた被写体
と大きく異なるような場合にも、新たな補正画像データ
を迅速に得ることができ、常に最適な補正が行える。

【００６３】上記補正処理後の補正画像データＣＤ_Gに
対応する電圧レベルを入射光強度に対して示すと、図４
に示すような特性となる。より詳細には、各フォトディ
テクタに入射する入射光強度Ｉ_１に対しては、各画素出
力がＶ_１となるように演算するので、信号電圧は一致す
ることとなる。

【００６４】さらに入射光強度Ｉ₁より弱い又は強い入
射光強度（例えば、入射光強度Ｉ_２またはＩ_３）の被写
体を撮像した場合でも、自動的に補正画像データＣＤ_G
を更新するので、従来の補正（図７参照）と比較して、
各画素のばらつき、特に画素Ｃの特性のばらつきは十分
に補正され、それぞれの入射光強度に合せて補正誤差が
小さくなっている。

【００６５】以上の各実施例によれば、シャッタ機構部
を設ける必要がないので撮像装置を小型化することがで
きる。また、補正画像データ生成中においても、撮像を
中断する必要もなく、特別な補正操作を操作者が行う必
要もないので操作性が向上する。補正回路自体は通常の
電子回路で容易に構成できるので、撮像装置を低コスト
とし、小型化、軽量化、高信頼性化することができる。

【００６６】また、上記各実施例における画像データの
積算フレーム数Ｎ、基準輝度変化データ、基準平均画像
データＭＤ_GREF等は、撮像装置の運用条件、必要性能な
どに合わせて設定する必要がある。

【００６７】さらに上記第２実施例及び第３実施例にお
いては、積算動作の中断及びリセットを全て自動的に行
っていたが、それらを手動で指令するかあるいは自動制
御するかを設定可能にすべく、設定スイッチ及びその制
御回路を設けるように構成することも可能である。

【００６８】

【発明の効果】第１の発明によれば、演算手段は、各積
算画像データ及び積算データ数に基づいて平均画像デー
タに相当する補正データとして出力し、補正手段は、画
像データ及び当該画像データに対応する補正データに基
づいて補正画像データを出力するので、補正データは常
に最新のものが使用され、より正確な補正を行えるとと
もに、従来のようなシャッター機構を用いなくても、被
写体の光強度に応じて簡易に補正用データ取得動作が行
なえ、この補正データは均一な入射光パターンを撮像し
た時に得られる補正データと同様なものとなる。またこ
の時、撮像動作は継続できるため、従来のようにシャッ
ターを閉じて撮像を中断する必要がない。

【００６９】また、第２の発明によれば、判別手段は、
差データが予め設定した基準差データを超えたか否かを
判別し、積算手段はこの判別結果に基づいて差データが
基準差データを超えた場合に第１メモリにおける積算動
作を中断するので、差データが基準差データを超えない
場合、すなわち、画像変化が少ない場合に補正用データ
中に被写体の画像パターンが残ることを防止して、より
正確な補正データを生成することができる。

【００７０】さらに第３の発明によれば、積算リセット
手段は、平均画像データと予め設定した基準平均画像デ
ータとを比較し、平均画像データが前記基準平均画像デ
ータを超えた場合、すなわち、前回求めた積算データに
基づく補正データではあまり正確な補正が行えないと判
断した場合には第１メモリにおける積算動作をリセット
するので、常に最新の積算画像データに基づいてより正
確な補正データ生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の撮像装置の概要構成ブロック図で
ある。

【図２】第２実施例の撮像装置の概要構成ブロック図で
ある。

【図３】第３実施例の撮像装置の概要構成ブロック図で
ある。

【図４】実施例の補正後の出力電圧特性を説明する図で
ある。

【図５】従来の撮像装置の概要構成ブロック図である。

【図６】補正前の出力電圧特性を説明する図である。

【図７】従来の補正後の出力電圧特性を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１…撮像装置２…集光レンズ３…固体撮像素子４…プリアンプ５…Ａ／Ｄコンバータ６…演算回路７…画像生成回路８…テレビモニタ９…制御回路１０…第１メモリ１１…第２メモリ１２…第３メモリ１３…レジスタ１４…判定回路１５…レジスタＡＳ_G…増幅画像信号ＣＤ_G…補正画像データＤ_G…画像データＤ_C…補正データＤ_L…輝度変化データＤ_LREFＴ…基準輝度変化データＳ_G…画像信号Ｓ_TV…テレビ画像信号ＩＤ_G…積算画像データＭＤ_G…平均画像データＭＤ_GREF…基準平均画像データ

フロントページの続き (72)発明者若山博之神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子（３）を有する撮像装置に
おいて、前記固体撮像素子（３）を構成する各画素の出力信号に
対応する画像データ（Ｄ_G）を各画素毎に複数フレーム
分積算し、積算画像データ（ＩＤ_G）として記憶する第
１メモリ（１１）と、各前記積算画像データ（ＩＤ_G）及び積算データ数に基
づいて平均画像データに相当する補正データ（Ｄ_C）と
して出力する演算手段（６）と、前記補正データ（Ｄ_C）を記憶する第２メモリ（１０）
と、前記画像データ（Ｄ_G）及び当該画像データ（Ｄ_G）に
対応する補正データ（Ｄ_C）に基づいて補正画像データ
（ＣＤ_G）を出力する補正手段（６）と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】請求項１記載の撮像装置において、前回のフレームに対応する画像データと今回のフレーム
に対応する画像データに基づいて画素毎に差を求め、そ
れらの差の平均値である差データ（Ｄ_L）を出力する差
演算手段（６）と、前記差データ（Ｄ_L）が予め設定した基準差データ（Ｄ
_LREF）を超えたか否かを判別する判別手段（１４）と、前記差データ（Ｄ_L）が前記基準差データ（Ｄ_LREF）を
超えた場合に前記第１メモリ（１１）における積算動作
を中断する積算中断手段（９）と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の撮像装置
において、１フレーム分の画像データの平均値を求め平均画像デー
タ（ＭＤ_G）として出力する平均演算手段（６）と、前記平均画像データ（ＭＤ_G）と予め設定した基準平均
画像データ（ＭＤ_GREF）とを比較し、前記平均画像デー
タ（ＭＤ_G）が前記基準平均画像データ（ＭＤ _GREF）を
超えた場合に前記第１メモリ（１１）における積算動作
をリセットする積算リセット手段（９）と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】固体撮像素子（３）を有する撮像装置の
制御方法において、前記固体撮像素子（３）を構成する各画素の出力信号に
対応する画像データ（Ｄ_G）を各画素毎に複数フレーム
分積算し、積算画像データ（ＩＤ_G）として記憶する第
１記憶工程と、各前記積算画像データ（ＩＤ_G）及び積算データ数に基
づいて平均画像データに相当する補正データ（Ｄ_C）と
して出力する演算工程と、前記補正データ（Ｄ_C）を記憶する第２記憶工程と、前記画像データ（Ｄ_G）及び当該画像データ（Ｄ_G）に
対応する補正データ（Ｄ_C）に基づいて補正画像データ
（ＣＤ_G）を出力する補正工程と、を備えたことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項５】請求項４記載の撮像装置の制御方法にお
いて、前回のフレームに対応する画像データと今回のフレーム
に対応する画像データに基づいて画素毎に差を求め、そ
れらの差の平均値である差データ（Ｄ_L）を出力する差
演算工程と、前記差データ（Ｄ_L）が予め設定した基準差データ（Ｄ
_LREF）を超えたか否かを判別する判別工程と、前記差データ（Ｄ_L）が前記基準差データ（Ｄ_LREF）を
超えた場合に前記第１記憶工程における積算動作を中断
する積算中断工程と、を備えたことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項６】請求項４または請求項５記載の撮像装置
の制御方法において、１フレーム分の画像データの平均値を求め平均画像デー
タ（ＭＤ_G）として出力する平均演算工程と、前記平均画像データ（ＭＤ_G）と予め設定した基準平均
画像データ（ＭＤ_GREF）とを比較し、前記平均画像デー
タ（ＭＤ_G）が前記基準平均画像データ（ＭＤ _GREF）を
超えた場合に前記第１メモリにおける積算動作をリセッ
トする積算リセット工程と、を備えたことを特徴とする撮像装置の制御方法。