(57)【要約】【課題】  レベルが画面水平方向に変化するストリーキングであっても十分な補正効果を上げることができ、演算や解析処理が簡単で、被写体が異なることになっても補正量の変動を抑制し得る撮像装置、ストリーキング補正装置および撮像素子を提供する。【解決手段】  有効画素領域（１０）内に遮光画素または感度調整画素（以下、遮光画素等と称する）を有する撮像素子４１からの映像信号を入力され、入力された映像信号のうち、有効画素領域（１０）内の遮光画素等からの画素信号に基づきストリーキング量の分布を算出する水平補間処理部４４と、入力された映像信号の値から、水平補間処理部４４で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算する減算部４５と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に遮光画素を配してなる撮像素子と、
この撮像素子からの映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像装置であって、
該ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記遮光画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に、感度が周辺の撮像用画素とは異なるように調整された感度調整画素を配してなる撮像素子と、
この撮像素子からの映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像装置であって、
該ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記感度調整画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記有効画素領域内のストリーキング補正用の前記遮光画素または前記感度調整画素が、水平方向に連続する複数画素とされている場合に、前記ストリーキング量算出部は、前記水平方向に連続する複数画素の画素値の、平均値またはメディアンフィルタを用いて得られた値をストリーキング量として設定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記有効画素領域内のストリーキング補正用の前記遮光画素または前記感度調整画素が、カラム方向に連続する複数画素とされている場合に、前記ストリーキング量算出部は、前記カラム方向に連続する複数画素の画素値の、平均値またはメディアンフィルタを用いて得られた値をストリーキング量として設定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ストリーキング量の分布は、前記遮光画素または前記感度調整画素の画素位置でのストリーキング量と、当該画素位置に隣りあう前記遮光画素または前記感度調整画素の画素位置でのストリーキング量との間を補間する直線または曲線により形成されることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記有効画素領域内の前記遮光画素の画素値を、当該遮光画素の周辺の画素の画素値に基づく値により補間する画素補間部を備えたことを特徴とする請求項１および、請求項１を引用する請求項３〜５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記有効画素領域内の前記感度調整画素の画素値を、当該感度調整画素の感度に対する当該感度調整画素の周辺の撮像用画素の感度の比を当該感度調整画素の画素値に乗じた値に置き換える感度調整部を備えたことを特徴とする請求項２、および請求項２を引用する請求項３〜５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ストリーキング量算出部は、任意に設定できる閾値の入力部を有し、当該ストリーキング量算出部におけるストリーキングを算出する処理は、前記感度調整画素の左右の撮影用画素各々の画素値の差の絶対値が、前記入力部より入力された閾値以下の場合には、ストリーキング量の算出を下記数式（８）を用いて行い、
当該感度調整画素の左右の撮影用画素の画素値の差の絶対値が前記閾値より大きい場合には、下記数式（１０）を用いて行うことを特徴とする請求項２、請求項２を引用する請求項３〜５および請求項７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
2020065185.tif 000012
ここで、
前記有効画素領域内の対象となる水平ライン上にｋ画素の前記感度調整画素が存在している場合に、前記ｘｎは、画面の左側からｎ番目（1≦ｎ≦ｋ）の当該感度調整画素のｘ座標、前記ｐ(ｘｎ)は当該感度調整画素の画素値、前記ｄ(ｘｎ)は当該感度調整画素のストリーキング量、と定義される。
前記ｐ（ｘｎ＋１）は、水平ライン上におけるｘ座標ｘｎ＋１の画素値、前記ｐ（ｘｎ−１）は、水平ライン上におけるｘ座標ｘｎ−１の画素値である。
前記Ｃ（０＜Ｃ＜１またはＣ＞１）は、対象となる前記感度調整画素の感度を当該感度調整画素の周辺画素の感度で除した値である。
前記ｄ（ｘＲ）は、当該感度調整画素の左右の撮影用画素の画素値の差の絶対値が前記閾値より大きい場合における前記感度調整画素のうち、対象となる当該感度調整画素の右側で当該感度調整画素に最も近い画素のストリーキング量、前記ｄ（ｘＬ）は、当該感度調整画素の左右の撮影用画素の画素値の差の絶対値が前記閾値より大きい場合における前記感度調整画素のうち、対象となる当該感度調整画素の左側で当該感度調整画素に最も近い画素のストリーキング量である。
【請求項９】
光電変換を行う有効画素領域内に遮光画素を配されてなる撮像素子から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正装置であって、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記遮光画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行う前記ストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするストリーキング補正装置。
【請求項１０】
光電変換を行う有効画素領域内に、感度が周辺の撮像用画素とは異なるように調整された感度調整画素を配されてなる撮像素子から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正装置であって、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記感度調整画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするストリーキング補正装置。
【請求項１１】
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に遮光画素を配してなる撮像手段と、該信号読取り部から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像素子であって、
前記ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記遮光画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とする撮像素子。
【請求項１２】
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に、感度が周辺の撮像用画素とは異なるように調整された感度調整画素を配してなる撮像手段と、該信号読取り部から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像素子であって、
該ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記感度調整画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とする撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＣＭＯＳ撮像素子等の固体撮像素子で発生するストリーキングを補正可能な撮像装置、ストリーキング補正装置および撮像素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ撮像素子等の固体撮像素子において、照明等の明るい被写体を撮影した場合に、図６に示すように、有効画素領域１１０内において、その被写体像の水平方向の信号レベルが変動する現象が生じることがある。
この現象はストリーキングと称され、撮像素子に強い光が入射し画素に大きな電流が流れた際に、配線抵抗によって電源やグランドの電位が変動することが主な要因で発生する。
【０００３】
また、撮像素子の多画素化・大画面化や高フレームレート化等に起因して、配線抵抗が増大しており、また画素リセット動作のセトリング時間に対する要求等が厳しくなっているため、従来に比べて、ストリーキングが発生しやすい状況となっている。
このような状況に応じて撮像素子の回路構成を変更し、ストリーキングを補正することが考えられるが、回路構成を変更しようとすれば、ストリーキングの発生原因を個々に究明する必要が生じ、そのために多大なコストや時間が必要となる。
そこで、信号処理によってストリーキングを補正する方策が検討されている。
【０００４】
信号処理によってストリーキングを補正する方策として、下記特許文献１に記載されたストリーキング補正装置が知られている。この装置では、有効画素領域の左右外側に配置された遮光画素帯の信号値の平均値を、撮像素子の各画素の画素信号から減算してストリーキングを補正するものである。
【０００５】
また、下記特許文献２に記載されたストリーキング補正装置も知られている。この装置でも、図７に示すように、有効画素領域の左右外側に配された遮光画素帯の信号値を用い、左右それぞれの遮光画素帯における画素値の画面水平方向の傾きと、高輝度被写体の画素位置の情報を用いて、画面水平方向のストリーキング量の変動を推定し、撮像素子から出力された各画素値からこの推定値に基づくストリーキング量を減算するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３６２７１号公報
【特許文献２】特開２０１６−１１９５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術によっては、遮光画素の平均値を減算するのみなので、図６に示すような一様なレベルのストリーキングには補正効果があるが、図７に示すような、レベルが水平方向に変化するストリーキングには十分な補正効果が得られない。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術によっては、上述したように、有効画素領域の左右外側の遮光画素帯の信号値を用い、遮光画素帯内における画素値の水平方向の傾きの演算のほか、高輝度被写体像の画素位置を特定するための映像の解析処理が必要となり、さらに有効画素領域のストリーキング量が大きな推定量を含んでいることで、被写体が異なると補正量が大きく変動してしまうという問題が生じる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、レベルが画面水平方向に変化するストリーキングであっても十分な補正効果を上げることができ、演算や解析処理が簡単で、異なる被写体間での補正量の変動を抑制し得る撮像装置、ストリーキング補正装置および撮像素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の撮像装置は、
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に遮光画素を配してなる撮像素子と、
この撮像素子からの映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像装置であって、
該ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記遮光画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の第２の撮像装置は、
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に、感度が周辺の撮像用画素とは異なるように調整された感度調整画素を配してなる撮像素子と、
この撮像素子からの映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像装置であって、
該ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記感度調整画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記有効画素領域内のストリーキング補正用の前記遮光画素または前記感度調整画素が、水平方向に連続する複数画素とされている場合に、前記ストリーキング量算出部は、前記水平方向に連続する複数画素の画素値の、平均値またはメディアンフィルタを用いて得られた値をストリーキング量として設定することが好ましい。
【００１２】
また、前記有効画素領域内のストリーキング補正用の前記遮光画素または前記感度調整画素が、カラム方向に連続する複数画素とされている場合に、前記ストリーキング量算出部は、前記カラム方向に連続する複数画素の画素値の、平均値またはメディアンフィルタを用いて得られた値をストリーキング量として設定することが好ましい。
【００１３】
また、前記ストリーキング量の分布は、前記遮光画素または前記感度調整画素の画素位置でのストリーキング量と、当該画素位置に隣りあう前記遮光画素または前記感度調整画素の画素位置でのストリーキング量との間を補間する直線または曲線により形成されることが好ましい。
【００１４】
また、前記有効画素領域内の前記遮光画素の画素値を、当該遮光画素の周辺の画素の画素値に基づく値により補間する画素補間部を備えることが好ましい。
また、前記有効画素領域内の前記感度調整画素の画素値を、当該感度調整画素の感度に対する当該感度調整画素の周辺の撮像用画素の感度の比を当該感度調整画素の画素値に乗じた値に置き換える感度調整部を備えることが好ましい。
【００１５】
また、前記ストリーキング量算出部は、任意に設定できる閾値の入力部を有し、当該ストリーキング量算出部におけるストリーキングを算出する処理は、前記感度調整画素の左右の撮影用画素各々の画素値の差の絶対値が、前記入力部より入力された閾値以下の場合には、ストリーキング量の算出を下記数式（８）を用いて行い、
当該感度調整画素の左右の撮影用画素の画素値の差の絶対値が前記閾値より大きい場合には、下記数式（１０）を用いて行うことが好ましい。
2020065185.tif 000003
ここで、
前記有効画素領域内の対象となる水平ライン上にｋ画素の前記感度調整画素が存在している場合に、前記ｘｎは、画面の左側からｎ番目（1≦ｎ≦ｋ）の当該感度調整画素のｘ座標、前記ｐ(ｘｎ)は当該感度調整画素の画素値、前記ｄ(ｘｎ)は当該感度調整画素のストリーキング量、と定義される。
前記ｐ（ｘｎ＋１）は、水平ライン上におけるｘ座標ｘｎ＋１の画素値、前記ｐ（ｘｎ−１）は、水平ライン上におけるｘ座標ｘｎ−１の画素値である。
前記Ｃ（０＜Ｃ＜１またはＣ＞１）は、対象となる前記感度調整画素の感度を当該感度調整画素の周辺画素の感度で除した値である。
前記ｄ（ｘＲ）は、当該感度調整画素の左右の撮影用画素の画素値の差の絶対値が前記閾値より大きい場合における前記感度調整画素のうち、対象となる当該感度調整画素の右側で当該感度調整画素に最も近い画素のストリーキング量、前記ｄ（ｘＬ）は、当該感度調整画素の左右の撮影用画素の画素値の差の絶対値が前記閾値より大きい場合における前記感度調整画素のうち、対象となる当該感度調整画素の左側で当該感度調整画素に最も近い画素のストリーキング量である。
【００１６】
また、本発明の第１のストリーキング補正装置は、
光電変換を行う有効画素領域内に遮光画素を配されてなる撮像素子から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正装置であって、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記遮光画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行う前記ストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の第２のストリーキング補正装置は、
光電変換を行う有効画素領域内に、感度が周辺の撮像用画素とは異なるように調整された感度調整画素を配されてなる撮像素子から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正装置であって、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記感度調整画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の第１の撮像素子は、
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に遮光画素を配してなる撮像手段と、該信号読取り部から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像素子であって、
前記ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記遮光画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の第２の撮像素子は、
光電変換部と信号読取り部を有し、該光電変換部の有効画素領域内に、感度が周辺の撮像用画素とは異なるように調整された感度調整画素を配してなる撮像手段と、該信号読取り部から出力された映像信号に対してストリーキングの補正を行うストリーキング補正手段を備えた撮像素子であって、
該ストリーキング補正手段は、
前記映像信号を入力される映像信号入力部と、
該映像信号入力部に入力された映像信号のうち、前記感度調整画素からの画素信号に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するストリーキング量算出部と、
前記映像信号入力部に入力された映像信号の値から、該ストリーキング量算出部で算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うストリーキング補正部と、
該ストリーキング補正が行われた映像信号を外部に出力する映像信号出力部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の撮像装置、ストリーキング補正装置および撮像素子によれば、ストリーキング量算出部において、有効画素領域内の遮光画素または感度調整画素からの画素値に基づいて、ストリーキング量の分布を算出するとともに、ストリーキング補正部において、映像信号の値から、上記算出されたストリーキング量を、画素毎に減算して、ストリーキング補正を行うようにしている。
【００２１】
これにより、レベルが画面水平方向に変化するストリーキングであっても十分な補正効果を奏することができる。
また、演算や解析処理が簡単であり、被写体が異なる場合であっても補正量の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像素子の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態の撮像装置に係るストリーキング補正装置において用いられる、画面水平方向のストリーキング量の分布を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態１に係るストリーキング補正装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るストリーキング補正装置を示すブロック図である。
【図５】図１に示す撮像素子の変型例を示す概略図である。
【図６】ストリーキングが画面水平方向に一様である場合の映像信号値を示すグラフである。
【図７】ストリーキングが画面水平方向に変化している場合の映像信号値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る撮像装置、ストリーキング補正装置および撮像素子について図面を用いて説明する。
まず、図１を用いて実施形態に係る撮像素子について説明する。
【００２４】
（撮像素子）
図１は、本実施形態に係る撮像素子１の受光面を模式的に示すものである。すなわち、この撮像素子１の受光面は有効画素領域１０の左右に隣接して遮光画素領域帯１１が配されている。
また、これら左右の遮光画素領域帯１１の間の有効画素領域１０内に所定間隔を置いて、カラム方向に延びる複数の遮光画素列３２が設けられている。
この結果、有効画素領域１０は、これら遮光画素列３２によって、複数の短冊状の通常の画素領域３１に分割される。
この遮光画素列３２は、水平方向に１画素幅でカラム方向全長に亘って連続するように形成されている。
【００２５】
図１には、この遮光画素列３２の一部画素とその周りの通常の画素領域３１とを含む特定領域（説明の便宜のため形式的に名称を付加している）２０を拡大した模式図が表されている。
遮光画素列３２は、図１に示す本数のものに限られず、これを増減すること（例えば１本とすること）が可能であり、これによって上述した短冊状の通常の画素領域３１の水平方向の幅を変化させることができる。
【００２６】
また、遮光画素列３２の間隔は一定でなくてもよいので、遮光画素列３２によって分割された短冊状の通常の画素領域３１は、幅が互いに異なるものであってもよい。
このように、図１に示す撮像素子１によれば、有効画素領域１０内に、カラム方向に延びる複数本の遮光画素列３２を有しているので、その各水平ラインの出力信号から、有効画素領域１０内における、画面水平方向の複数位置についてのストリーキング量を検出することができる。
よって、このようにして検出されたストリーキング量に基づき、その水平方向の通常の画素領域３１の各画素位置におけるストリーキング量を推定し、例えば図２に示すような分布を求めることができる。
【００２７】
また、図１に示すように、上述した遮光画素に替えて画素感度を低下または増加させた感度調整画素としてもよく、有効画素領域１０内に所定間隔を置いて、カラム方向に延びる複数の感度調整画素列３２´を設けるようにしてもよい。
【００２８】
このように、有効画素領域１０内に、カラム方向に延びる複数個の遮光画素列３２を有するようにしても、その出力信号から、有効画素領域１０内における、画面水平方向の複数位置におけるストリーキング量を検出することができる（検出手法については後述する）。
【００２９】
また、上述した遮光画素列３２または感度調整画素列３２´は、カラム方向の全ての画素について遮光画素（または感度調整画素）であることを意味するものではなく、例えば、一部の画素は通常の画素とし、その通常の画素のストリーキング量は他の遮光画素（または感度調整画素）の出力信号から補間するような処理を行うようにしてもよい。
【００３０】
（実施形態１に係る撮像装置およびストリーキング補正装置）
図３は本実施形態の撮像装置２およびストリーキング補正装置１００を示すブロック図である。
このストリーキング補正装置１００は、撮像素子４１からの出力信号を入力され、固定パターンノイズ（ＦＰＮ）が含まれる場合に、前処理としてＦＰＮ補正を行うＦＰＮ補正部（信号入力部を兼ねる）４２と、ＦＰＮ補正部４２から出力された遮光画素信号ｄ(ｘｎ)を、各水平ライン単位で記憶し、遅延処理を行う遅延部（任意の時間だけ遅延させるように設定することが可能であるが、ここでは、１ライン遅延素子として説明する）４３と、ＦＰＮ補正部４２から出力された遮光画素信号ｄ(ｘｎ)を入力され、水平補間処理を行ってストリーキング補正信号ｄ(ｘ)を出力する水平補間処理部４４と、遅延部４３により１ライン遅延された１ライン分の映像信号ｐ(ｘ)から、水平補間処理により１ライン遅延した１ライン分のストリーキング補正信号ｄ(ｘ)を差し引く減算部４５と、減算部４５からの出力信号を入力され、遮光画素の周辺の情報を用いて当該遮光画素の画素値を、通常の画素の画素値程度の値で補間する遮光画素補間部４６と、遮光画素補間部４６からの映像信号を入力されて、シェーディング補正やガンマ補正等の一般的な映像処理を行う映像調整部（信号出力部を兼ねる）４７を備えている。
【００３１】
上記ＦＰＮ（固定パターンノイズ）は、ランダムノイズとは異なり、主に、撮像素子４１内の画素回路やアナログ―デジタル変換回路などの製造時の特性のばらつきによるものであり、ＦＰＮ補正部４２では、フレームメモリーに蓄積されたＦＰＮデータの減算等による周知のノイズ除去法によりＦＰＮの除去補正を行うようにしている。
【００３２】
また、上記水平補間処理部４４は、有効画素領域１０内の対象となる水平ライン上にｋ画素の遮光画素が存在している場合に、画面の左からｎ番目（1≦ｎ≦ｋ）の遮光画素のx座標をｘｎ、そのときの遮光画素の信号値をｐ(ｘｎ)とすると、水平位置ｘｎにおけるストリーキング量ｄ(ｘｎ)は、遮光画素の値をそのままストリーキング量とすることができるので、下記数式（１）により得られた値となる。
2020065185.tif 000004
ただし、ｄ(ｘ０)およびｄ(ｘｋ+１)はそれぞれ、左右の遮光画素領域帯１１において左側の遮光画素の平均値および右側の遮光画素の平均値を表すものとする。
【００３３】
各画素位置の補正量は、線形補間による図２に示すようなグラフを用いることにより、下記数式（２）により演算できる。
2020065185.tif 000005
なお、補間は水平補間に限られず、多項式等を用いた非線形な補間としてもよい。
【００３４】
このようにして、対象となる水平ラインの全画素について得られたストリーキング量を、ＦＰＮ補正部４２から出力された映像信号の対象となる水平ラインの各画素値から、減算部４５において減算することにより、通常の画素についてストリーキングのない映像信号を得ることができる。ただし、水平補間処理部４４におけるストリーキング補正信号（値）を算出する処理により遅延を生じるので、ＦＰＮ補正部４２から出力された映像信号の、対象となる水平ラインも、遅延部４３に格納し遅延させることにより、対象となる映像信号の画素の画素値と、その画素のストリーキング量との減算処理のタイミングを一致させることができる。
【００３５】
減算部４５において、ストリーキング量が減算され補正がなされた映像信号は、遮光画素補間部４６に入力されるが、ここで、遮光画素はストリーキング量以外の映像信号値を有していないので、この遮光画素の付近の通常の画素の画素値に基づいて映像信号の画素値を補間する。例えば、対象とする遮光画素と同一ラインの前後の通常の画素の画素値を平均して得た値をその遮光画素の画素値と推定し設定する。
【００３６】
この後、遮光画素補間部４６からの映像信号を入力された映像調整部４７において、ゲイン補正やガンマ補正等の一般的な映像処理を行い、外部に出力される。
この後、カラム方向に並列された各水平ラインについて順次、上記と同様の処理を行うことにより、１画面全体の画像データについて、ストリーキングを補正するとともに、全有効画素領域の各画素について、適切な画素値を付与することができる。
【００３７】
上記実施形態１にかかる撮像装置２およびストリーキング補正装置１００においては、有効画素領域１０中にカラム方向に延びる複数の遮光画素列３２を用いて各画素についてのストリーキング量を求めるようにしているが、下記実施形態２に係るストリーキング補正装置においては、遮光画素に替えて、周辺の画素と感度の異なる画素（感度調整画素）を用いるようにしており、このような構成によっても、各画素についてのストリーキング量を求めることができる。
【００３８】
以下の実施形態２においては、有効画素領域１０中のカラム方向に延びる複数の感度調整画素列３２´を用いてストリーキング量を求めるようにしている（図１を参照）。
【００３９】
（実施形態２に係る撮像装置およびストリーキング補正装置）
図４は本実施形態の撮像装置３およびストリーキング補正装置２００を示すブロック図である。
なお、本実施形態（撮像装置３に係るストリーキング補正装置２００）は、上記実施形態１と類似した構成とされているので、類似した構成とされている部材は実施形態１の部材の符号に１０を加えた符号で表し、その詳しい説明は省略する。すなわち、ＦＰＮ補正部５２はＦＰＮ補正部４２と、遅延部５３は遅延部４３と、水平補間処理部５４は水平補間処理部４４と、減算部５５は減算部４５と、映像調整部５７は映像調整部４７と、各々類似した構成とされている。ただし、本実施形態２においては、実施形態１とは異なりストリーキング量算出部５８が設けられており、また、画素感度補正部５６は遮光画素補間部４６とは異なる構成とされているので、このストリーキング量算出部５８および画素感度補正部５６において行われている、上記実施形態１とは異なる処理について以下に説明する。
【００４０】
対象となる感度調整画素の感度が周辺画素の感度平均値のＣ（０＜Ｃ＜１またはＣ＞１）倍であるとすると、ストリーキングを含む感度調整画素の値は、下記数式（３）で表される。
2020065185.tif 000006
ここで、ｓ(ｘｎ)は本来の映像信号の画素値に相当する。また、一般にストリーキング量の変化量は画素値の変化と比べて緩やかで、ストリーキング量は局所的には一定とみなせるので、感度調整画素の左右の通常の画素の値は、画面左側の画素が下記数式（４）で表され、画面右側の画素が下記数式（５）で表される。
2020065185.tif 000007
【００４１】
ここで、下記条件式（６）が成立する場合（εは閾値に係る定数）、感度の異なる画素の画素値は、下記数式（７）で近似できる。
2020065185.tif 000008
【００４２】
以上の関係から、水平位置ｘｎにおけるストリーキング量は、
2020065185.tif 000009
で求められる。
【００４３】
また、下記条件式（９）が成立する場合は、数式（８）による計算結果の誤差が大きくなることが予想されるため、対象となる感度調整画素におけるストリーキング量の上述した計算を行わない。
2020065185.tif 000010
その代わりに、条件式（９）が成立した感度調整画素のうち、対象となる感度調整画素に最も近い左右の画素のストリーキング量を、下記数式（１０）により求める。
2020065185.tif 000011
ただし、ｄ(ｘＲ)は条件式（９）が成立した右側の最近傍の画素のストリーキング量、ｄ(ｘＬ)は条件式（９）が成立した左側の最近傍の画素のストリーキング量をそれぞれ表す。
なお、上述した定数εは、任意に設定し得る閾値であって、例えば、外部操作可能に設けられた閾値入力部５８Ａからストリーキング量算出部５８に入力させることにより設定される。
【００４４】
上記数式（８）または（１０）で得られた値ｄ(ｘｎ)を数式（２）により得られた値で補間し、ストリーキング補正量を求める。
補正対象となる水平ラインの各画素の画素値を遅延部５３で保持して水平補間処理部５４の処理タイミングと合致させ、各画素の水平座標に応じてｄ(ｘｎ)を減算することで、映像信号上のストリーキングが補正される。ストリーキング補正後、感度調整画素の画素値を１／Ｃ倍することにより、感度が補正され、正しい画素値が出力される。すなわち、有効画素領域１０内の感度調整画素の画素値を、この感度調整画素の感度に対するこの感度調整画素の周辺の撮像用画素の感度の比をこの感度調整画素の画素値に乗じた値に置き換えるように補正する。このような補正処理は、画素感度調整部５６において行われる。
実施形態２の手法においては、実施形態１における遮光画素補間部４６において行われるような画素補間を必ずしも行わなくてよいため、上記実施形態１の補正装置と比べて、より高精細な映像を得ることができる。
【００４５】
本発明の撮像装置、ストリーキング補正装置および撮像素子としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記各実施形態に映像信号を送出する撮像素子１においては、有効画素領域２０内の各遮光画素列３２あるいは各感度調整画素列３２´（以下、遮光画素列３２等とも称する）の水平方向の幅が1画素とされているため、ノイズに影響されやすく、ストリーキング量の検出誤差が大きくなる虞がある。そこで、遮光画素列３２等の幅をｎ画素（ｎは２以上の自然数）とし、ｎ画素の各画素値の平均値、あるいはメディアンフィルタを用いて得られた値等によりストリーキング量を推定することも可能である。
【００４６】
ただし、遮光画素列３２の幅が増加するほど、通常の画素の数が減少するので画質が低下する。そこで、遮光画素または感度調整画素（以下遮光画素等とも称する）の水平方向の数を増加させるのに替えて、各上下（カラム）方向の複数ラインに亘る遮光画素等（ｍ画素（ｍは２以上の自然数））の画素値の平均値またはメディアンフィルタを用いて得られた値等によりストリーキング量を推定してもよい。
【００４７】
また、遮光画素列３２等は、必ずしもカラム方向に延びていることを要件とはされない。すなわち、図５に示す変型例においては、撮像素子３０１の受光面を模式的に示すものである。すなわち、この撮像素子３０１の受光面は、上記実施形態のものと同様に、有効画素領域３１０の左右に隣接して遮光画素領域帯３１１が配されている。
ただし、この変型例のものにおいては、これら左右の遮光画素領域帯３１１の間の有効画素領域３１０内に所定間隔を置いて、カラム方向ではなく、この有効画素領域３１０内を斜めに延びる複数の遮光画素列３３２（または感度調整画素列３３２´）が設けられている。
【００４８】
また、拡大図に示されるように、各遮光画素列３３２は左右方向に、１画素以上の間隔を空けて配されている。このように、左右方向に１画素以上の間隔を空けているのは、遮光画素の補間時にその遮光画素のすぐ外側に位置する画素を補間処理に使用できることから補間精度が向上し、補間処理により線傷が目立ち難くなることが挙げられる。
【００４９】
また、上記実施形態２の撮像装置３に係るストリーキング補正装置２００において用いられる感度調整画素としては、周辺の画素よりも感度が低い画素（低感度画素）とすることも可能であるし、周辺の画素よりも感度が高い画素（高感度画素）とすることも可能である。なお、通常は、低感度画素を用いると高感度画素を用いた場合よりも、より良好な信号対雑音比を持つ映像信号出力が得られることが多い。
また、上記実施形態１においては、遮光画素の付近の通常の画素の画素値に基づいて、その遮光画素の画素値を補間するようにしているが、上記実施形態２においても、感度調整画素の周辺の画素の画素値に基づいて、その感度調整画素の画素値を補間するように構成することが可能である。
【００５０】
また、上記実施形態２においては、ストリーキング量の算出を上記数式（３）〜（１０）を用いて行っているが、ストリーキング量の算出処理は、必ずしも、この手法に限られるものではない。
また、上記各実施形態の撮像装置２、３に係るストリーキング補正装置２００、３００としては、ＦＰＮ補正部が撮像素子４１、５１に含まれているような場合には、このＦＰＮ補正部４２、５２を設けないようにすることも可能である。
【００５１】
なお、上述した実施形態においては、ＦＰＮ補正部４２、５２および映像調整部４７、５７が、形式的に信号入力部および信号出力部を兼ねる構成とされているが、信号入力部および信号出力部は別途設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ストリーキング補正装置が撮像素子とは別体とされているが、撮像素子内にストリーキング補正装置を収納するようにしてもよい。この場合には、ストリーキング補正装置を収納した撮像素子を独立した構成としてもよいし、ストリーキング補正装置を収納した撮像素子を撮像装置に搭載するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１、４１、５１、３０１      撮像素子
２、３      撮像装置
１０、１１０、２１０、３１０      有効画素領域
１１、３１１      遮光画素領域帯
２０、３２０      特定領域
３１、３３１      通常の画素領域
３２、３３２      遮光画素列
３２´、３３２´      感度調整画素列
４２、５２      ＦＰＮ補正部
４３、５３      遅延部
４４、５４      水平補間処理部
４５、５５      減算部
４６      遮光画素補間部
４７、５７      映像調整部
５６      画素感度補正部
５８      ストリーキング量算出部
５８Ａ      閾値入力部
１００、２００      ストリーキング補正装置
【図１】
2020065185.tif 000013
【図２】
2020065185.tif 000014
【図３】
2020065185.tif 000015
【図４】
2020065185.tif 000016
【図５】
2020065185.tif 000017
【図６】
2020065185.tif 000018
【図７】
2020065185.tif 000019