JPH1065973A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH1065973A JPH1065973A JP8223389A JP22338996A JPH1065973A JP H1065973 A JPH1065973 A JP H1065973A JP 8223389 A JP8223389 A JP 8223389A JP 22338996 A JP22338996 A JP 22338996A JP H1065973 A JPH1065973 A JP H1065973A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/82—Camera processing pipelines; Components thereof for controlling camera response irrespective of the scene brightness, e.g. gamma correction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
- H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
- H04N5/202—Gamma control
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素毎に異なるガンマ特性を容易に補正する
ことができる固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 光信号を電気信号に変換する光電変換手
段１と、該光電変換手段において発生した電気信号を画
素毎に対数変換する対数変換手段２と、該光電変換手段
の各画素を順次選択する走査手段３と、該光電変換手段
の画素毎のガンマ特性のばらつきを補正するガンマ補正
手段４を設ける。
ことができる固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 光信号を電気信号に変換する光電変換手
段１と、該光電変換手段において発生した電気信号を画
素毎に対数変換する対数変換手段２と、該光電変換手段
の各画素を順次選択する走査手段３と、該光電変換手段
の画素毎のガンマ特性のばらつきを補正するガンマ補正
手段４を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
し、特にその画素毎のガンマ特性のばらつきを補正する
ガンマ補正手段を有する固体撮像装置に関するものであ
る。
し、特にその画素毎のガンマ特性のばらつきを補正する
ガンマ補正手段を有する固体撮像装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から使用されてきた固体撮像装置で
は、画素毎にガンマ特性が異なるというケースがないの
で、画素毎にガンマ補正を行っているものはない。仮
に、光電変換膜などを利用することによって、画素毎に
ガンマ特性が異なるという事態が生じた場合、画素毎に
ガンマ補正を行わなければならなくなるが、これを行う
には、受光量に対してその出力がリニアに変化するとい
う特性を有する固体撮像装置においては、画素毎に異な
る非線形変換を行う必要がある。
は、画素毎にガンマ特性が異なるというケースがないの
で、画素毎にガンマ補正を行っているものはない。仮
に、光電変換膜などを利用することによって、画素毎に
ガンマ特性が異なるという事態が生じた場合、画素毎に
ガンマ補正を行わなければならなくなるが、これを行う
には、受光量に対してその出力がリニアに変化するとい
う特性を有する固体撮像装置においては、画素毎に異な
る非線形変換を行う必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非線形
変換を行うには、一般的にルック・アップ・テーブルを
もたせる方法がとられるので、ガンマ補正用のデータだ
けで膨大な量のデータとなってしまうとともに、処理が
非常に複雑で大がかりなものであり、非現実的である。
変換を行うには、一般的にルック・アップ・テーブルを
もたせる方法がとられるので、ガンマ補正用のデータだ
けで膨大な量のデータとなってしまうとともに、処理が
非常に複雑で大がかりなものであり、非現実的である。
【０００４】そこで、本発明は、画素毎に異なるガンマ
特性を容易に補正することができる固体撮像装置を提供
することを目的とする。
特性を容易に補正することができる固体撮像装置を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置は、光信号を電気信号に変換
する光電変換手段と、該光電変換手段において発生した
電気信号を画素毎に対数変換する対数変換手段と、該光
電変換手段の画素毎のガンマ特性のばらつきを補正する
ガンマ補正手段を有している。
め、本発明の固体撮像装置は、光信号を電気信号に変換
する光電変換手段と、該光電変換手段において発生した
電気信号を画素毎に対数変換する対数変換手段と、該光
電変換手段の画素毎のガンマ特性のばらつきを補正する
ガンマ補正手段を有している。
【０００６】このような構成にすることによって、光電
変換手段が出力する電気信号は、対数変換手段により画
素毎に対数変換が施され、光信号の対数に対して線形性
を有することになる。そして、この線形性の傾きは光電
変換手段のガンマ特性に依存しているので、線形性の傾
きを補正する、つまり、乗除算のみを行うことによっ
て、光電変換素子のガンマ特性を補正することができ
る。
変換手段が出力する電気信号は、対数変換手段により画
素毎に対数変換が施され、光信号の対数に対して線形性
を有することになる。そして、この線形性の傾きは光電
変換手段のガンマ特性に依存しているので、線形性の傾
きを補正する、つまり、乗除算のみを行うことによっ
て、光電変換素子のガンマ特性を補正することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態で
ある固体撮像装置のブロック図であって、１はそれぞれ
受光量に応じてその出力電流（光電流）が変化する複数
個の光電変換素子１ａ〜１ｎからなる感光部であり、光
電変換素子１ａ〜１ｎとしては、ＰＮ接合をもつフォト
ダイオードであったり、積層構造となっていたり、ま
た、受光部にアモルファス材料を用いたものや、受光部
自身に光電流の増倍機構をもったものや、あるいは、そ
のガンマ特性γがγ≠１であるもの、すなわち、非線形
な振る舞いをするものなどが挙げられる。
を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態で
ある固体撮像装置のブロック図であって、１はそれぞれ
受光量に応じてその出力電流（光電流）が変化する複数
個の光電変換素子１ａ〜１ｎからなる感光部であり、光
電変換素子１ａ〜１ｎとしては、ＰＮ接合をもつフォト
ダイオードであったり、積層構造となっていたり、ま
た、受光部にアモルファス材料を用いたものや、受光部
自身に光電流の増倍機構をもったものや、あるいは、そ
のガンマ特性γがγ≠１であるもの、すなわち、非線形
な振る舞いをするものなどが挙げられる。
【０００８】２は感光部１を構成する光電変換素子１ａ
〜１ｎと同数個の対数変換素子２ａ〜２ｎからなる対数
変換部であり、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの
出力に対数変換を施して出力する。３は対数変換部２を
経た、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力を順
次走査して読み出す順次読み出し手段であり、これには
ＣＣＤ素子や、ＭＯＳＦＥＴによるスイッチング回路を
用いる。
〜１ｎと同数個の対数変換素子２ａ〜２ｎからなる対数
変換部であり、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの
出力に対数変換を施して出力する。３は対数変換部２を
経た、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力を順
次走査して読み出す順次読み出し手段であり、これには
ＣＣＤ素子や、ＭＯＳＦＥＴによるスイッチング回路を
用いる。
【０００９】４は順次読み出し手段３により順次読み出
される、対数変換部２を経た、感光部１の各光電変換素
子１ａ〜１ｎの出力に所定の処理を施して出力するガン
マ補正回路であって、その説明は後述するが、このガン
マ補正回路４により、感光部１の各光電変換素子１ａ〜
１ｎの出力は、受光量の対数に対して所定の傾きの線形
性を有するものとなる、つまり、感光部１の各光電変換
素子１ａ〜１ｎのガンマ特性が所定のガンマ特性に補正
されるようになっている。
される、対数変換部２を経た、感光部１の各光電変換素
子１ａ〜１ｎの出力に所定の処理を施して出力するガン
マ補正回路であって、その説明は後述するが、このガン
マ補正回路４により、感光部１の各光電変換素子１ａ〜
１ｎの出力は、受光量の対数に対して所定の傾きの線形
性を有するものとなる、つまり、感光部１の各光電変換
素子１ａ〜１ｎのガンマ特性が所定のガンマ特性に補正
されるようになっている。
【００１０】ここで、感光部１を構成する各光電変換素
子１ａ〜１ｎの受光量Ｌに対する出力は、図２の５に示
すように、そのガンマ特性γがγ＝１のときは線形であ
るが、γ＜１、γ＞１のときは、それぞれ図２の６、７
に示すように、非線形となる。しかしながら、対数変換
部２により、各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力に対して
対数変換が施されるので、その出力は光量Ｌの対数、ｌ
ｎＬに対して、図３の８に示すように、γ＝１のときは
線形性が確保されたまま、γ＜１、γ＞１のときにも、
それぞれ図３の９、１０に示すように、線形性を有する
ようになる。そして、光電変換素子のガンマ特性は、こ
の線形性の傾きとして表れることになる。
子１ａ〜１ｎの受光量Ｌに対する出力は、図２の５に示
すように、そのガンマ特性γがγ＝１のときは線形であ
るが、γ＜１、γ＞１のときは、それぞれ図２の６、７
に示すように、非線形となる。しかしながら、対数変換
部２により、各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力に対して
対数変換が施されるので、その出力は光量Ｌの対数、ｌ
ｎＬに対して、図３の８に示すように、γ＝１のときは
線形性が確保されたまま、γ＜１、γ＞１のときにも、
それぞれ図３の９、１０に示すように、線形性を有する
ようになる。そして、光電変換素子のガンマ特性は、こ
の線形性の傾きとして表れることになる。
【００１１】したがって、各光電変換素子１ａ〜１ｎに
ついての上記線形性の傾きを補正することによって、つ
まり、対数変換部２を経た、感光部１の各光電変換素子
１ａ〜１ｎの出力に対して乗除算のみを行うことによっ
て、光電変換素子のガンマ特性を補正することができ
る。
ついての上記線形性の傾きを補正することによって、つ
まり、対数変換部２を経た、感光部１の各光電変換素子
１ａ〜１ｎの出力に対して乗除算のみを行うことによっ
て、光電変換素子のガンマ特性を補正することができ
る。
【００１２】そして、この処理を行うのがガンマ補正回
路４であり、以下にガンマ補正回路４について説明す
る。ガンマ補正回路４の第１構成例を図４に示す。同図
において、４１はＡ／Ｄ変換器であって、順次読み出し
手段３の出力をデジタルデータに変換する。４２はメモ
リであって、Ａ／Ｄ変換器４１から送られてくるデジタ
ルデータを記憶するが、そのデータ記憶領域が参照１エ
リアと参照２エリアとに分割されている。４３は補正デ
ータ演算回路であって、メモリ４２から転送されてくる
データに基づいて所定の演算を行い、その演算結果を次
出の乗算器４４に出力する。４４は乗算器であって、Ａ
／Ｄ変換器４１からの出力と補正データ演算回路４３の
出力とを乗算して出力し、この出力がガンマ補正回路４
としての出力となる。
路４であり、以下にガンマ補正回路４について説明す
る。ガンマ補正回路４の第１構成例を図４に示す。同図
において、４１はＡ／Ｄ変換器であって、順次読み出し
手段３の出力をデジタルデータに変換する。４２はメモ
リであって、Ａ／Ｄ変換器４１から送られてくるデジタ
ルデータを記憶するが、そのデータ記憶領域が参照１エ
リアと参照２エリアとに分割されている。４３は補正デ
ータ演算回路であって、メモリ４２から転送されてくる
データに基づいて所定の演算を行い、その演算結果を次
出の乗算器４４に出力する。４４は乗算器であって、Ａ
／Ｄ変換器４１からの出力と補正データ演算回路４３の
出力とを乗算して出力し、この出力がガンマ補正回路４
としての出力となる。
【００１３】上記構成において、まず、均一光（Ｉ）を
感光部１に照射し、その際の感光部１の各光電変換素子
１ａ〜１ｎの出力が、対数変換部２で対数変換処理を施
された後、順次読み取り手段３により順次読み出され、
ガンマ補正回路４のＡ／Ｄ変換器４１でデジタルデータ
に変換されてメモリ４２の参照１エリアに記憶される。
次に、上記均一光（Ｉ）とは明るさの異なる均一光（I
I）を感光部１に照射し、その際の感光部１の各光電変
換素子１ａ〜１ｎの出力が、対数変換部２で対数変換処
理を施された後、順次読み取り手段３により順次読み取
られ、ガンマ補正回路４のＡ／Ｄ変換器４１でデジタル
データに変換されてメモリ４２の参照２エリアに記憶さ
れる。尚、これらの動作は図示しないコントローラによ
り制御されており、Ａ／Ｄ変換器４１からのデジタルデ
ータはメモリ４２の参照１エリア及び参照２エリアに各
光電変換素子１ａ〜１ｎの出力毎に記憶されるようにな
っている。また、この段階では、Ａ／Ｄ変換器４１の出
力は乗算器４４へは転送されない。
感光部１に照射し、その際の感光部１の各光電変換素子
１ａ〜１ｎの出力が、対数変換部２で対数変換処理を施
された後、順次読み取り手段３により順次読み出され、
ガンマ補正回路４のＡ／Ｄ変換器４１でデジタルデータ
に変換されてメモリ４２の参照１エリアに記憶される。
次に、上記均一光（Ｉ）とは明るさの異なる均一光（I
I）を感光部１に照射し、その際の感光部１の各光電変
換素子１ａ〜１ｎの出力が、対数変換部２で対数変換処
理を施された後、順次読み取り手段３により順次読み取
られ、ガンマ補正回路４のＡ／Ｄ変換器４１でデジタル
データに変換されてメモリ４２の参照２エリアに記憶さ
れる。尚、これらの動作は図示しないコントローラによ
り制御されており、Ａ／Ｄ変換器４１からのデジタルデ
ータはメモリ４２の参照１エリア及び参照２エリアに各
光電変換素子１ａ〜１ｎの出力毎に記憶されるようにな
っている。また、この段階では、Ａ／Ｄ変換器４１の出
力は乗算器４４へは転送されない。
【００１４】以上の動作が終了すると、被写体の撮像へ
と移り、対数変換部２を経た、感光部１の各光電変換素
子１ａ〜１ｎの出力が順次読み出し手段３から順次読み
出され、ガンマ補正回路４のＡ／Ｄ変換器４１に入力さ
れる。ガンマ補正回路４においてはＡ／Ｄ変換器４１へ
入力がある毎に、図示しないコントローラにより同期を
取りながら以下の処理が行われる。Ａ／Ｄ変換器４１に
より感光部１の光電変換素子の出力がデジタルデータに
変換されて乗算器４４へ出力される。尚、この際、Ａ／
Ｄ変換器４１で変換されたデジタルデータはメモリ４２
へは転送されない。そして、これと同時に、メモリ４２
の参照１エリア及び参照２エリアに記憶されているデジ
タルデータのうち、順次読み出し手段３から読み出され
た出力に対応する光電変換素子のデジタルデータが補正
データ演算回路４３に転送され、補正データ演算回路４
３によりａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エ
リアのデータ）｜が算出されて乗算器４４へ出力され
る。尚、ａは任意の定数であって、当該ガンマ補正回路
４の出力ビット数を決定するものである。乗算器４４で
はＡ／Ｄ変換器４１からのデジタルデータと、補正デー
タ演算回路４３からの上記算出データとが掛け合わされ
て出力される。
と移り、対数変換部２を経た、感光部１の各光電変換素
子１ａ〜１ｎの出力が順次読み出し手段３から順次読み
出され、ガンマ補正回路４のＡ／Ｄ変換器４１に入力さ
れる。ガンマ補正回路４においてはＡ／Ｄ変換器４１へ
入力がある毎に、図示しないコントローラにより同期を
取りながら以下の処理が行われる。Ａ／Ｄ変換器４１に
より感光部１の光電変換素子の出力がデジタルデータに
変換されて乗算器４４へ出力される。尚、この際、Ａ／
Ｄ変換器４１で変換されたデジタルデータはメモリ４２
へは転送されない。そして、これと同時に、メモリ４２
の参照１エリア及び参照２エリアに記憶されているデジ
タルデータのうち、順次読み出し手段３から読み出され
た出力に対応する光電変換素子のデジタルデータが補正
データ演算回路４３に転送され、補正データ演算回路４
３によりａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エ
リアのデータ）｜が算出されて乗算器４４へ出力され
る。尚、ａは任意の定数であって、当該ガンマ補正回路
４の出力ビット数を決定するものである。乗算器４４で
はＡ／Ｄ変換器４１からのデジタルデータと、補正デー
タ演算回路４３からの上記算出データとが掛け合わされ
て出力される。
【００１５】ところで、メモリ４２の参照１エリア及び
参照２エリアに記憶されたデータとはそれぞれ均一光
（Ｉ）、（II）を照射した際の感光部１の各光電変換素
子の出力（対数変換部２により対数変換処理が施されて
いる）をＡ／Ｄ変換器４１でデジタルデータに変換した
ものであり、ある光電変換素子Ｘについてのこれらのデ
ータをｘ1、ｘ2とし、また、別の光電変換素子Ｙについ
てのこれらのデータをｙ1、ｙ2とすると、光電変換素子
Ｘの出力データに（ｙ1−ｙ2）／（ｘ1−ｘ2）を掛けれ
ば、画素Ｘのガンマ特性を画素Ｙのそれに合わせること
になる（図８参照）。
参照２エリアに記憶されたデータとはそれぞれ均一光
（Ｉ）、（II）を照射した際の感光部１の各光電変換素
子の出力（対数変換部２により対数変換処理が施されて
いる）をＡ／Ｄ変換器４１でデジタルデータに変換した
ものであり、ある光電変換素子Ｘについてのこれらのデ
ータをｘ1、ｘ2とし、また、別の光電変換素子Ｙについ
てのこれらのデータをｙ1、ｙ2とすると、光電変換素子
Ｘの出力データに（ｙ1−ｙ2）／（ｘ1−ｘ2）を掛けれ
ば、画素Ｘのガンマ特性を画素Ｙのそれに合わせること
になる（図８参照）。
【００１６】したがって、乗算器４４にてＡ／Ｄ変換器
４１からのデジタルデータと補正データ演算回路４３か
らのａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エリア
のデータ）｜とを掛け合わせるという処理におけるＡ／
Ｄ変換器４１からのデジタルデータ、並びに、補正デー
タ演算回路４３からのデータの分母の要素である（参照
１エリアのデータ）及び（参照２エリアのデータ）は全
て同一光電変換素子の出力に基づくものであるので、当
該処理により感光部１の光電変換素子１ａ〜１ｎのガン
マ特性は所定のガンマ特性に補正されることになる。
４１からのデジタルデータと補正データ演算回路４３か
らのａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エリア
のデータ）｜とを掛け合わせるという処理におけるＡ／
Ｄ変換器４１からのデジタルデータ、並びに、補正デー
タ演算回路４３からのデータの分母の要素である（参照
１エリアのデータ）及び（参照２エリアのデータ）は全
て同一光電変換素子の出力に基づくものであるので、当
該処理により感光部１の光電変換素子１ａ〜１ｎのガン
マ特性は所定のガンマ特性に補正されることになる。
【００１７】次に、ガンマ補正回路４の第２構成例を図
５に示す。尚、第１構成例と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。同図において、４５は増幅器、４
６はＤ／Ａ変換器であって、増幅器４５は順次読み取り
手段３の出力を増幅するとともに、そのゲインはＤ／Ａ
変換器４６にてアナログに変換される、補正データ演算
回路４３の出力によって制御されている。そして、増幅
器４５の出力がガンマ補正回路４としての出力となる。
５に示す。尚、第１構成例と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。同図において、４５は増幅器、４
６はＤ／Ａ変換器であって、増幅器４５は順次読み取り
手段３の出力を増幅するとともに、そのゲインはＤ／Ａ
変換器４６にてアナログに変換される、補正データ演算
回路４３の出力によって制御されている。そして、増幅
器４５の出力がガンマ補正回路４としての出力となる。
【００１８】上記構成において、感光部１に均一光
（Ｉ）、（II）をそれぞれ照射した際の処理について
は、第１構成例における処理と同一であるが、被写体の
撮像に移ると、順次読み取り手段３により読み取られて
ガンマ補正回路４に入力される、感光部１の各光電変換
素子１ａ〜１ｎの出力は、Ａ／Ｄ変換器４１へは入力さ
れず、増幅器４５へ直接入力される。これと同時に、補
正データ回路４３が算出したデータが、Ｄ／Ａ変換器４
６によりアナログに変換されて増幅器４５へ出力され
て、増幅器４５のゲインが制御される。尚、これらの処
理は、図示しないコントローラにより、感光部１の各光
電変換素子１ａ〜１ｎの出力（ガンマ補正回路４への入
力）と同期を取りながら行われる。
（Ｉ）、（II）をそれぞれ照射した際の処理について
は、第１構成例における処理と同一であるが、被写体の
撮像に移ると、順次読み取り手段３により読み取られて
ガンマ補正回路４に入力される、感光部１の各光電変換
素子１ａ〜１ｎの出力は、Ａ／Ｄ変換器４１へは入力さ
れず、増幅器４５へ直接入力される。これと同時に、補
正データ回路４３が算出したデータが、Ｄ／Ａ変換器４
６によりアナログに変換されて増幅器４５へ出力され
て、増幅器４５のゲインが制御される。尚、これらの処
理は、図示しないコントローラにより、感光部１の各光
電変換素子１ａ〜１ｎの出力（ガンマ補正回路４への入
力）と同期を取りながら行われる。
【００１９】以上の処理により、第１構成例において説
明した通り、増幅器４５の出力が、入力のａ／｜（参照
１エリアのデータ）−（参照２エリアのデータ）｜倍に
なるように、そのゲインを制御するようにしておけば、
感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎのガンマ特性は所
定のガンマ特性に補正されることになる。
明した通り、増幅器４５の出力が、入力のａ／｜（参照
１エリアのデータ）−（参照２エリアのデータ）｜倍に
なるように、そのゲインを制御するようにしておけば、
感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎのガンマ特性は所
定のガンマ特性に補正されることになる。
【００２０】次に、図６に示すように、図４に示すガン
マ補正回路の第１構成例に加算器４７を加えても良い。
同図において、均一光（Ｉ）、（II）が感光部１に照射
された際に行う処理については、第１構成例における処
理と同一であり、その後、被写体の撮像に移ると、順次
読み取り手段３により読み取られてガンマ補正回路４に
入力される、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出
力は、Ａ／Ｄ変換器４１でデジタルデータに変換されて
加算器４７へ出力される。尚、この際、Ａ／Ｄ変換器４
１で変換されたデジタルデータはメモリ４２へは転送さ
れない。そして、これと同時に、メモリ４２の参照１エ
リアに記憶されているデータ（参照２エリアに記憶され
ているデータでも良い）のうち、順次読み出し手段３か
ら読み出された出力を行った光電変換素子の出力に基づ
いたデータが加算器４７へ出力される。加算器４７では
Ａ／Ｄ変換器４１からのデジタルデータとメモリ４２の
参照１エリアからのデータとの差が算出され、乗算器４
４へ出力される。さらに、これと同時に、メモリ４２の
参照１エリア及び参照２エリアに記憶されているデジタ
ルデータのうち、読み出し手段３から読み出された出力
に対応する光電変換素子のデジタルデータが補正データ
演算回路４３に転送され、補正データ演算回路４３によ
りａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エリアの
データ）｜が算出されて乗算器４４へ出力される。尚、
ａは任意の定数であって、当該補正回路４の出力のビッ
ト数を決定するものである。乗算器４４では加算器４７
からのデータと、補正データ演算回路４３からの上記算
出データとが掛け合わされて出力される。尚、これらの
処理は、図示しないコントローラにより同期を取りなが
ら、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力毎に行
われる。
マ補正回路の第１構成例に加算器４７を加えても良い。
同図において、均一光（Ｉ）、（II）が感光部１に照射
された際に行う処理については、第１構成例における処
理と同一であり、その後、被写体の撮像に移ると、順次
読み取り手段３により読み取られてガンマ補正回路４に
入力される、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出
力は、Ａ／Ｄ変換器４１でデジタルデータに変換されて
加算器４７へ出力される。尚、この際、Ａ／Ｄ変換器４
１で変換されたデジタルデータはメモリ４２へは転送さ
れない。そして、これと同時に、メモリ４２の参照１エ
リアに記憶されているデータ（参照２エリアに記憶され
ているデータでも良い）のうち、順次読み出し手段３か
ら読み出された出力を行った光電変換素子の出力に基づ
いたデータが加算器４７へ出力される。加算器４７では
Ａ／Ｄ変換器４１からのデジタルデータとメモリ４２の
参照１エリアからのデータとの差が算出され、乗算器４
４へ出力される。さらに、これと同時に、メモリ４２の
参照１エリア及び参照２エリアに記憶されているデジタ
ルデータのうち、読み出し手段３から読み出された出力
に対応する光電変換素子のデジタルデータが補正データ
演算回路４３に転送され、補正データ演算回路４３によ
りａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エリアの
データ）｜が算出されて乗算器４４へ出力される。尚、
ａは任意の定数であって、当該補正回路４の出力のビッ
ト数を決定するものである。乗算器４４では加算器４７
からのデータと、補正データ演算回路４３からの上記算
出データとが掛け合わされて出力される。尚、これらの
処理は、図示しないコントローラにより同期を取りなが
ら、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力毎に行
われる。
【００２１】ところで、感光部１のある光電変換素子Ｘ
の感度をｘとすると、光量Ｌを照射したときの光電変換
素子Ｘの出力Ｖx（Ｌ）は Ｖx（Ｌ）∝ｘ・Ｌ 対数変換部２により対数変換が施されるので、 Ｖx（Ｌ）∝ｌｎ（ｘ・Ｌ）＝ｌｎｘ＋ｌｎＬ ・・・ （式１） 同様に、光量Ｌ’を照射したときの光電変換素子Ｘの出
力Ｖx（Ｌ’）は Ｖx（Ｌ’）∝ｌｎｘ＋ｌｎＬ’ ・・・ （式２） （１）−（２）より、 Ｖx（Ｌ）−Ｖx（Ｌ’）∝ｌｎＬ−ｌｎＬ’ ・・・ （式３）
の感度をｘとすると、光量Ｌを照射したときの光電変換
素子Ｘの出力Ｖx（Ｌ）は Ｖx（Ｌ）∝ｘ・Ｌ 対数変換部２により対数変換が施されるので、 Ｖx（Ｌ）∝ｌｎ（ｘ・Ｌ）＝ｌｎｘ＋ｌｎＬ ・・・ （式１） 同様に、光量Ｌ’を照射したときの光電変換素子Ｘの出
力Ｖx（Ｌ’）は Ｖx（Ｌ’）∝ｌｎｘ＋ｌｎＬ’ ・・・ （式２） （１）−（２）より、 Ｖx（Ｌ）−Ｖx（Ｌ’）∝ｌｎＬ−ｌｎＬ’ ・・・ （式３）
【００２２】光電変換素子の出力は、（式１）に示すよ
うにｌｎｘの項が存在するために、各光電変換素子毎に
その感度が異なっていれば、各光電変換素子に同一光量
Ｌを照射してもそれらの出力は異なってしまう。しかし
ながら、各光電変換素子に同一光量Ｌ’を照射した際の
それらの出力（式２）を減算することによって、（式
３）に示すように感度ｘが関与する項はなくなり、各光
電変換素子毎に異なる感度の補正をすることができる。
うにｌｎｘの項が存在するために、各光電変換素子毎に
その感度が異なっていれば、各光電変換素子に同一光量
Ｌを照射してもそれらの出力は異なってしまう。しかし
ながら、各光電変換素子に同一光量Ｌ’を照射した際の
それらの出力（式２）を減算することによって、（式
３）に示すように感度ｘが関与する項はなくなり、各光
電変換素子毎に異なる感度の補正をすることができる。
【００２３】したがって、加算器４７にて、Ａ／Ｄ変換
器４１からのデジタルデータとメモリ４２の参照１エリ
アからのデータとの差が算出されるという処理における
Ａ／Ｄ変換器４１からのデジタルデータ、及び、メモリ
４２からの（参照１エリアのデータ）はともに同一光電
変換素子の出力に基づくものであるので、当該処理によ
り各光電変換素子の感度のばらつきが補正されることに
なる。
器４１からのデジタルデータとメモリ４２の参照１エリ
アからのデータとの差が算出されるという処理における
Ａ／Ｄ変換器４１からのデジタルデータ、及び、メモリ
４２からの（参照１エリアのデータ）はともに同一光電
変換素子の出力に基づくものであるので、当該処理によ
り各光電変換素子の感度のばらつきが補正されることに
なる。
【００２４】まとめると、図６に示した構成の回路を用
いることによって、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１
ｎのガンマ特性を所定のガンマ特性に補正するととも
に、感度のばらつきを補正することができる。
いることによって、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１
ｎのガンマ特性を所定のガンマ特性に補正するととも
に、感度のばらつきを補正することができる。
【００２５】次に、図７に示すように、図５に示すガン
マ補正回路の第２構成例において、増幅器４５の代わり
に演算増幅器４８を設け、Ｄ／Ａ変換器４９を付加して
も良い。同図において、演算増幅器４８の非反転入力端
子（＋）は、抵抗Ｒを介して順次読み出し手段３の出力
に接続されているとともに、可変抵抗ＲVを介して接地
されており、反転入力端子（−）は、抵抗Ｒ、Ｄ／Ａ変
換器４９の順で、これらを介してメモリ４２に接続され
ているとともに、演算増幅器４８の出力が可変抵抗ＲV
を介して帰還されている。また、演算増幅器４８の出力
が当該回路の出力となる。また、２つの可変抵抗ＲVの
抵抗値は補正データ演算回路４３により制御されるよう
になっている。
マ補正回路の第２構成例において、増幅器４５の代わり
に演算増幅器４８を設け、Ｄ／Ａ変換器４９を付加して
も良い。同図において、演算増幅器４８の非反転入力端
子（＋）は、抵抗Ｒを介して順次読み出し手段３の出力
に接続されているとともに、可変抵抗ＲVを介して接地
されており、反転入力端子（−）は、抵抗Ｒ、Ｄ／Ａ変
換器４９の順で、これらを介してメモリ４２に接続され
ているとともに、演算増幅器４８の出力が可変抵抗ＲV
を介して帰還されている。また、演算増幅器４８の出力
が当該回路の出力となる。また、２つの可変抵抗ＲVの
抵抗値は補正データ演算回路４３により制御されるよう
になっている。
【００２６】このような構成の回路において、均一光
（Ｉ）、（II）が感光部１に照射された際に行う処理に
ついては、図５に示す構成の回路における処理と同一で
あり、その後、被写体の撮像に移ると、順次読み取り手
段３により読み取られてガンマ補正回路４に入力され
る、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力は、Ａ
／Ｄ変換器４１を経ることなく、演算増幅器４８の非反
転入力端子（＋）に入力される。これと同時に、メモリ
４２の参照１エリアに記憶されているデータ（参照２エ
リアに記憶されているデータでも良い）のうち、順次読
み出し手段３から読み出された出力に対応する光電変換
素子のデジタルデータがＤ／Ａ変換器４９によりアナロ
グに変換されて、演算増幅器４８の反転入力端子（−）
に入力されるとともに、メモリ４２の参照１エリア及び
参照２エリアに記憶されているデジタルデータのうち、
順次読み出し手段３から読み出された出力に対応する光
電変換素子のデジタルデータが補正データ演算回路４３
に転送され、補正データ演算回路４３は転送されたデー
タに基づいて所定の演算を行い、その演算結果に応じて
２つの可変抵抗ＲVの抵抗値を制御する。尚、これらの
処理は、図示しないコントローラにより、感光部１の各
光電変換素子１ａ〜１ｎの出力（ガンマ補正回路４への
入力）と同期を取りながら行われる。
（Ｉ）、（II）が感光部１に照射された際に行う処理に
ついては、図５に示す構成の回路における処理と同一で
あり、その後、被写体の撮像に移ると、順次読み取り手
段３により読み取られてガンマ補正回路４に入力され
る、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎの出力は、Ａ
／Ｄ変換器４１を経ることなく、演算増幅器４８の非反
転入力端子（＋）に入力される。これと同時に、メモリ
４２の参照１エリアに記憶されているデータ（参照２エ
リアに記憶されているデータでも良い）のうち、順次読
み出し手段３から読み出された出力に対応する光電変換
素子のデジタルデータがＤ／Ａ変換器４９によりアナロ
グに変換されて、演算増幅器４８の反転入力端子（−）
に入力されるとともに、メモリ４２の参照１エリア及び
参照２エリアに記憶されているデジタルデータのうち、
順次読み出し手段３から読み出された出力に対応する光
電変換素子のデジタルデータが補正データ演算回路４３
に転送され、補正データ演算回路４３は転送されたデー
タに基づいて所定の演算を行い、その演算結果に応じて
２つの可変抵抗ＲVの抵抗値を制御する。尚、これらの
処理は、図示しないコントローラにより、感光部１の各
光電変換素子１ａ〜１ｎの出力（ガンマ補正回路４への
入力）と同期を取りながら行われる。
【００２７】ところで、演算増幅器４８の出力Ｖ0は、
順次読み出し手段３の出力をＶ、メモリ４２の参照１エ
リアからのデータをアナログに変換するＤ／Ａ変換器４
９の出力をＶ1とすると、 Ｖ0＝（ＲV／Ｒ）（Ｖ−Ｖ1） となる。前述した内容からして、Ｖ−Ｖ1の項により感
光部１の光電変換素子の感度のばらつきが補正されるこ
とになる。また、ＲV／Ｒの項のＲVを補正データ演算回
路４３が制御するわけであるが、補正データ演算回路４
３がａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エリア
のデータ）｜を算出し、ＲV／Ｒがこの算出結果と等し
くなるように、つまり、ＲV＝ａＲ／｜（参照１エリア
のデータ）−（参照２エリアのデータ）｜となるように
ＲVを制御すれば、前述したように、感光部１の光電変
換素子のガンマ特性を所定のガンマ特性に補正すること
ができる。
順次読み出し手段３の出力をＶ、メモリ４２の参照１エ
リアからのデータをアナログに変換するＤ／Ａ変換器４
９の出力をＶ1とすると、 Ｖ0＝（ＲV／Ｒ）（Ｖ−Ｖ1） となる。前述した内容からして、Ｖ−Ｖ1の項により感
光部１の光電変換素子の感度のばらつきが補正されるこ
とになる。また、ＲV／Ｒの項のＲVを補正データ演算回
路４３が制御するわけであるが、補正データ演算回路４
３がａ／｜（参照１エリアのデータ）−（参照２エリア
のデータ）｜を算出し、ＲV／Ｒがこの算出結果と等し
くなるように、つまり、ＲV＝ａＲ／｜（参照１エリア
のデータ）−（参照２エリアのデータ）｜となるように
ＲVを制御すれば、前述したように、感光部１の光電変
換素子のガンマ特性を所定のガンマ特性に補正すること
ができる。
【００２８】まとめると、図７に示した構成の回路を用
いることによって、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１
ｎのガンマ特性の補正と感度のばらつきの補正を同時に
行うことができる。
いることによって、感光部１の各光電変換素子１ａ〜１
ｎのガンマ特性の補正と感度のばらつきの補正を同時に
行うことができる。
【００２９】尚、本実施形態の固体撮像装置では、感光
部１、対数変換部２、順次読み出し手段３が同一基板上
に形成されており、ガンマ補正回路４のみが外付けの電
気回路であるという構成になっているが、図９に示すよ
うに、感光部１、対数変換部２、順次読み出し手段３、
ガンマ補正回路４を同一基板上に形成しても良いし、図
１０に示すように、図１において対数変換部２と順次読
みだし手段３を入れ換えた構成（この場合の対数変換部
２は１つの対数変換素子を有するものである）にしても
良いし、あるいは、図１１に示すように、感光部１と順
次読みだし手段３を同一基盤上に形成し、１つの対数変
換素子からなる対数変換部２、ガンマ補正回路４を外付
けの電気回路とする構成にしても良い。
部１、対数変換部２、順次読み出し手段３が同一基板上
に形成されており、ガンマ補正回路４のみが外付けの電
気回路であるという構成になっているが、図９に示すよ
うに、感光部１、対数変換部２、順次読み出し手段３、
ガンマ補正回路４を同一基板上に形成しても良いし、図
１０に示すように、図１において対数変換部２と順次読
みだし手段３を入れ換えた構成（この場合の対数変換部
２は１つの対数変換素子を有するものである）にしても
良いし、あるいは、図１１に示すように、感光部１と順
次読みだし手段３を同一基盤上に形成し、１つの対数変
換素子からなる対数変換部２、ガンマ補正回路４を外付
けの電気回路とする構成にしても良い。
【００３０】また、例えば、ガンマ補正回路４の補正デ
ータ演算回路４３が算出する、ａ／｜（参照１エリアの
データ）−（参照２エリアのデータ）｜の、定数ａを外
部から変化させることができるようにしておけば、感光
部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎを様々なガンマ特性に
補正することができる。
ータ演算回路４３が算出する、ａ／｜（参照１エリアの
データ）−（参照２エリアのデータ）｜の、定数ａを外
部から変化させることができるようにしておけば、感光
部１の各光電変換素子１ａ〜１ｎを様々なガンマ特性に
補正することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置によれば、各光電変換素子の出力を対数変換した後
に、各光電変換素子のガンマ特性を補正するので、その
補正を乗除算のみで容易に実現することができる。ま
た、様々なガンマ特性に補正することも可能である。
装置によれば、各光電変換素子の出力を対数変換した後
に、各光電変換素子のガンマ特性を補正するので、その
補正を乗除算のみで容易に実現することができる。ま
た、様々なガンマ特性に補正することも可能である。
【図１】 本発明の一実施形態である固体撮像装置のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】 光電変換素子の受光量と出力との間の関係
を、ガンマ特性毎に示す図。
を、ガンマ特性毎に示す図。
【図３】 光電変換素子の出力に対数変換を施した場合
の、光電変換素子の受光量と出力との間の関係を、ガン
マ特性毎に示す図。
の、光電変換素子の受光量と出力との間の関係を、ガン
マ特性毎に示す図。
【図４】 ガンマ補正回路４の一構成例を示す図。
【図５】 ガンマ補正回路４の一構成例を示す図。
【図６】 ガンマ補正回路４の一構成例を示す図。
【図７】 ガンマ補正回路４の一構成例を示す図。
【図８】 ガンマ特性が補正される原理を説明するのに
用いる参照図。
用いる参照図。
【図９】 本発明の一実施形態である固体撮像装置のブ
ロック図。
ロック図。
【図１０】 本発明の一実施形態である固体撮像装置の
ブロック図。
ブロック図。
【図１１】 本発明の一実施形態である固体撮像装置の
ブロック図。
ブロック図。
１ 感光部 ２ 対数変換部 ３ 順次読みだし手段 ４ ガンマ補正回路 ４１ Ａ／Ｄ変換器 ４２ メモリ ４３ 補正データ演算回路 ４４ 乗算器 ４５ 増幅器 ４６ Ｄ／Ａ変換器 ４７ 加算器 ４８ 演算増幅器 ４９ Ｄ／Ａ変換器 １ａ〜１ｎ 光電変換素子 ２ａ〜２ｎ 対数変換素子 Ｒ 抵抗 ＲV 可変抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 光信号を電気信号に変換する光電変換手
段と、該光電変換手段において発生した電気信号を画素
毎に対数変換する対数変換手段と、該光電変換手段の画
素毎のガンマ特性のばらつきを補正するガンマ補正手段
を設けたことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22338996A JP3804113B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 固体撮像装置 |
| US08/920,284 US6433823B1 (en) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | Solid state image sensing device and image sensing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22338996A JP3804113B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 固体撮像装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005149951A Division JP4103901B2 (ja) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065973A true JPH1065973A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3804113B2 JP3804113B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=16797388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22338996A Expired - Fee Related JP3804113B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6433823B1 (ja) |
| JP (1) | JP3804113B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1079602A3 (en) * | 1999-08-19 | 2004-07-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image input apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100265762B1 (ko) * | 1997-12-29 | 2000-09-15 | 윤종용 | 부분 선형 근사법을 이용한 디지탈 비 선형성 보정 방법 및 장치 |
| US7268809B2 (en) * | 1998-09-23 | 2007-09-11 | San Disk Corporation | Analog buffer memory for high-speed digital image capture |
| US6760068B2 (en) * | 1998-12-31 | 2004-07-06 | Sandisk Corporation | Correction of corrupted elements in sensors using analog/multi-level non-volatile memory |
| JP3757747B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2006-03-22 | 株式会社ニコン | 電子カメラ、画像処理プログラムを記録した記録媒体、および画像処理方法 |
| JP2002016839A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Minolta Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US7038735B2 (en) * | 2002-01-04 | 2006-05-02 | Evans & Sutherland Computer Corporation | Video display system utilizing gamma correction |
| CN101617354A (zh) | 2006-12-12 | 2009-12-30 | 埃文斯和萨瑟兰计算机公司 | 用于校准单个调制器投影仪中的rgb光的系统和方法 |
| US8358317B2 (en) | 2008-05-23 | 2013-01-22 | Evans & Sutherland Computer Corporation | System and method for displaying a planar image on a curved surface |
| US8702248B1 (en) | 2008-06-11 | 2014-04-22 | Evans & Sutherland Computer Corporation | Projection method for reducing interpixel gaps on a viewing surface |
| US8077378B1 (en) | 2008-11-12 | 2011-12-13 | Evans & Sutherland Computer Corporation | Calibration system and method for light modulation device |
| US9641826B1 (en) | 2011-10-06 | 2017-05-02 | Evans & Sutherland Computer Corporation | System and method for displaying distant 3-D stereo on a dome surface |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6346074A (ja) | 1986-08-13 | 1988-02-26 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JPH05167848A (ja) | 1991-12-11 | 1993-07-02 | Minolta Camera Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US5289286A (en) | 1991-07-18 | 1994-02-22 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Solid state sensor having logarithmic photovoltaic response, with pixel uniformity correction and white balance circuitry therefor |
| JPH05191675A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-30 | Canon Inc | ガンマ補正回路及びそれを用いた撮像装置 |
| US5726759A (en) * | 1995-10-27 | 1998-03-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
-
1996
- 1996-08-26 JP JP22338996A patent/JP3804113B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-26 US US08/920,284 patent/US6433823B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1079602A3 (en) * | 1999-08-19 | 2004-07-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image input apparatus |
| US7053941B1 (en) | 1999-08-19 | 2006-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Image input apparatus |
| US7542081B2 (en) | 1999-08-19 | 2009-06-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Image input apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6433823B1 (en) | 2002-08-13 |
| JP3804113B2 (ja) | 2006-08-02 |
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