(57)【要約】【課題】  複数回の分割露光により製造した固体撮像素子に見られる感度の段差を補正するために必要な精度の補正係数を簡単な撮影状態で得る。【解決手段】  感度差の検出において、ノイズ成分の影響を低減する手段を有し、また、感度差検出時の光源、あるいは光学系に起因するシェーディングの影響を除外する手段を有し、また、上記手段で得られた感度差データを曲線近似する事で、過補正の防止と補正データの削減を行う。【選択図】  図１
2005175145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数回の分割露光により製造した固体撮像素子の使用において、ノイズ低減手段と、光源或いは撮影光学系等に起因するシェーディングを除外する手段とを用いて、分割露光に起因する感度差を補正するための補正値の算出する事を特徴とする。固体撮像素子の補正値算出方法。
【請求項２】
前記ノイズ低減手段が、前記分割露光の位置を境界とした横ｎ画素×縦ｍ画素の領域に対し平均値を算出する処理である事を特徴とする請求項１記載の補正値算出方法。
【請求項３】
前記シェーディングを除外する手段が、前記分割露光の方向において、前記分割露光の位置を境界とした出力値の傾きが繋がる様感度係数を算出する処理である事を特徴とする請求項１記載の補正値算出方法。
【請求項４】
複数回の分割露光により製造した固体撮像素子の使用において、撮像素子のカラーフィルターに対応する各色毎に分解する色分解手段と、ノイズ低減手段と、光源或いは撮影光学系等に起因するシェーディングを除外する手段とを用いて、分割露光に起因する感度差を補正するための補正値の算出する事を特徴とする。固体撮像素子の補正値算出方法。
【請求項５】
前記ノイズ低減手段が、各色毎に前記分割露光の位置を境界とした横ｎ画素×縦ｍ画素の領域に対し平均値を算出する処理である事を特徴とする請求項４記載の補正値算出方法。
【請求項６】
前記シェーディングを除外する手段が、各色毎に前記分割露光の方向において、前記分割露光の位置を境界とした出力値の傾きが繋がる様感度係数を算出する処理である事を特徴とする請求項４記載の補正値算出方法。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５、６記載の方法で算出された分割露光に起因する感度差の補正値と、分割の方向と直交する方向の位置との関係の近似曲線の式を算出し、その式に従って、感度の補正を行う事を特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の補正、詳しくは、複数回の分割露光により製造した固体撮像素子に見られる感度の段差を補正するための補正係数の生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等に用いられる固体撮像素子は、高画素化が進み、より微細な製造プロセスで製作されている。また、一部の固体撮像素子では、より高精細な画質を得るために、大型な素子、例えば、３５ｍｍ銀塩フィルムと同程度の大きさの物も製造されている。
【０００３】
これら、微細なプロセスと大型化を両立させるため、半導体製造工程あるいは、カラーフィルター、マイクロレンズ製造工程において複数回の分割露光を行っている。
【特許文献１】特開平10-336529号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分割露光で製造された固体撮像素子においては、分割露光された各面毎、あるいは、カラーフィルターが分割露光で製造されている場合は各面、各色毎、に若干の感度差を生じてしまい、画面上で面の段差となり、画質を劣化させる。これを補正するために各面毎、あるいは各面、各色毎に補正のための係数を掛ける必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、複数回の分割露光により製造した固体撮像素子に見られる感度の段差を補正するための補正係数を簡易な装置で生成する方法を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、感度差の検出において、ノイズ成分の影響を低減する手段を有し、また、感度差検出時の光源、あるいは光学系に起因するシェーディングの影響を除外する手段を有し、また、上記手段で得られた感度差データを曲線近似する事で、過補正の防止と補正データの削減を行う手段を有する。
【０００７】
これらの手段により、複数回の分割露光により製造した固体撮像素子に見られる感度の段差を補正するために必要な精度の補正係数を、簡易な撮影状態で得られる事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、複数回の分割露光により製造した固体撮像素子に見られる感度の段差を補正するために必要なデータを得る時に、ノイズ成分の影響や光源、あるいは光学系に起因するシェーディングの影響を除外する事が出来るため、簡易な撮影状態で補正係数を得られる。また、補正係数から近似曲線を算出する事で、補正のために記憶するデータを削減出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例を説明する。本発明に用いる固体撮像素子は、図１に示す如く、３分割の分割露光で製造される。図１において、位置Ｘ１、Ｘ２が分割位置であり、分割された面として、Ａ、Ｂ、Ｃの３面がある。分割露光の方向は水平方向であり、分割露光と直交する方向は垂直方向である。また、この撮像素子はカラーフィルター工程も同一の分割位置で分割露光されている。
【００１０】
図２は、本発明における補正係数算出の撮影状態の模式図である。図２において、１は、補正係数算出のための被写体となる光源である。光源１は、均一輝度面が望ましいが、本発明においては、後述するシェーディングの影響を除外する演算方法により、安易な光源を利用出来る。なお、当然ではあるが、撮像素子に用いられる複数の色のカラーフィルターについて、一度の撮影で補正係数を算出するためには、光源は白色が望ましい。複数回に分けて算出する場合には、それぞれのカラーフィルターの色に合わせた光源が望ましい。２は、撮影光学系であり、被写体像を後述する撮像素子に結像する。３は、光学フィルターであり、赤外線をカットするフィルターや水晶等で作られる光学ローパスフィルターである。４は撮像素子であり、本実施例では図１の如く、３回の分割露光で製造されている。
【００１１】
図３は本発明のフローチャートを示す図である。図３を用いて本発明における補正係数算出の流れを説明する。初めに、図２に示すような環境で、光源１を撮影する。撮影された被写体像はアナログ信号処理、デジタル変換等を経てデジタル化された画像データ変換される。これらの処理は通常のデジタルカメラと同様であり、詳細な説明は省略する。得られた画像データは、撮像素子のそれぞれのカラーフィルターに対応した色毎に分解される色分解処理が行われる。例えば、一般的な原色ベイヤー配列のカラーフィルターの場合、Ｒ、Ｇｒ、Ｂ、Ｇｂの４色に分解される。これ以降の処理は、分解された各色毎に行われる。色分解された画像データに対し、エリア平均処理が行われる。エリア平均処理は、分割露光の分割位置付近において、各色毎に画像の横ｎ画素×縦ｍ画素の領域に対し平均値を算出する処理である。図４を用いてエリア平均処理の演算領域の詳細を説明する。図４のＸ１は、撮像素子製造の際の分割露光の分割位置である。ある行において、エリア平均処理では、図４における境界Ｘ１の左側Ａ１、Ａ２、および右側Ｂ１、Ｂ２の領域の平均出力値を算出する。垂直方向については、各行毎に移動する移動平均で演算する。したがって、分割の境界Ｘ１において算出されるデータ数は、色分解された画像データの垂直方向の画素数の４倍となる。算出された平均出力値から感度算出処理により、図４における境界Ｘ１の左右の感度差を算出する。図５を用いて感度差算出処理を説明する。図５は、ある垂直位置における平均値算出領域の水平位置と平均出力値との関係の例を示した図である。図５において、図４における領域Ａ１の平均出力値をａ１、領域Ａ２の平均出力値をａ２、領域Ｂ１の平均出力値をｂ１、領域Ｂ２の平均出力値をｂ２とする。この時、点（Ａ１，ａ１）と点（Ａ２，ａ２）とを結ぶ線と、点（Ｂ１，ｂ１）と点（Ｂ２，ｂ２）とを結ぶ線が、無理無く繋がるよう、図４における分割露光されたＡの領域の出力信号に掛ける補正のための係数ｇを算出する。ここで、２つの線に傾きがあるのは、光源および光学系等のシェーディングの影響によるものである。仮に感度差が無いと仮定した場合のＡ１、Ａ２に対応する平均出力値をｂａ１、ｂａ２とすると、それぞれの関係は、
ｂa1＝ｇ・ａ1
ｂa2＝ｇ・ａ2
となる。
光源および光学系等で発生するシェーディングの傾き、すなわち、４点を結ぶ各線の傾きΔ１、Δ２、Δ３は、
Δ1＝ｂa2−ｂa1
＝ｇ（ａ2−ａ1）                          （１）
Δ2＝ｂ1−ｂa2
＝ｂ1−ｇ・ａ2                            （２）
Δ3＝ｂ2−ｂ1                                （３）
ここで、シェーディングは、なだらかに変化するため、シェーディングの傾きΔ２は、Δ１とΔ３の中間であると仮定する。すなわち、式（１）、（３）より
【００１２】
【数１】
2005175145.tif 000003
式（２）、（４）より、補正のための係数ｇは、
【００１３】
【数２】
2005175145.tif 000004
となる。
【００１４】
この係数ｇが、それぞれの垂直位置すなわち各行における分割露光の方向と直行する方向の感度差であり、この計算を各行に対して求める事でその分割位置における補正係数を算出出来る。
【００１５】
近似曲線算出処理は、感度差算出処理で得られた各行の感度差が分割露光された方向と直交する方向には連続であり急激な変化が無いことに着目し、補正のための係数ｇと垂直位置（分割露光と直行する方向）との関係をn次の曲線に近似する処理である。この近似には、最小２乗法を用いる。この時、近似の次数が大きくなるとノイズの影響を受けやすい、また、感度差は、その発生原因からなだらかな変化であるため、最小２乗法の次数は１次から６次程度が望ましい。近似曲線算出処理により、補正のために記憶するデータ量を大幅に削減できる。分割位置Ｘ１と同様に、分割位置Ｘ２に関しても、近似曲線を算出する。
【００１６】
このようにして算出された、近似曲線の式に従って、分割位置Ｘ１、Ｘ２のそれぞれにおいて度差の補正を行うことで、画面全体にわたって、感度の段差が補正された画像データを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例の撮像素子の分割露光を示す図である。
【図２】本発明における補正係数算出の撮影状態の模式図である。
【図３】本発明のフローチャートを示す図である。
【図４】エリア平均処理の演算領域を説明する図である。
【図５】平均値算出領域の水平位置と平均出力値との関係の例を示した図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  光源
２  撮影光学系
３  光学フィルター
４  撮像素子
【図１】
2005175145.tif 000005
【図２】
2005175145.tif 000006
【図３】
2005175145.tif 000007
【図４】
2005175145.tif 000008
【図５】
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