(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、
前記画素配列における１つの行の画素信号を読み出して、読み出した行における各列の画素信号を順次に後段へ転送する読み出し部と、
前記読み出し部が各列の画素信号を後段へ転送するための転送期間において、画素をリセットするための駆動信号を前記画素配列に供給する駆動部と、
前記転送期間において、前記駆動信号のレベルが遷移するタイミングで、前記読み出し部により転送された画素信号を、当該タイミングに応じた補正量で補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記補正部は、
前記転送期間において前記駆動信号のレベルが遷移するタイミングを示す遷移パルス数を保持する第１の保持部と、
前記遷移パルス数に対応した補正量を保持する第２の保持部と、
前記遷移パルス数により示されるタイミングで、前記遷移パルス数に対応した補正量に応じた量を、前記読み出し部により転送された画素信号から減算する減算部と、
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記補正部は、
前記転送期間が開始してから、各列の画素信号を後段へ転送するための転送パルスの累積数をカウントするカウンタと、
前記カウンタから出力されたカウント値と、前記第１の保持部に保持された遷移パルス数とを比較し、前記カウント値と前記遷移パルス数とが等しい場合、前記遷移パルス数に対応した補正量が前記第２の保持部から前記減算部に供給されるようにする比較部と、
をさらに含む
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記第２の保持部は、さらに、前記遷移パルス数より１大きい値から前記遷移パルス数にＮ（Ｎ；正の整数）を加えた値までの遷移後段パルス数のそれぞれに対応した補正量を保持し、
前記比較部は、さらに、前記カウンタから出力されたカウント値と、前記遷移後段パルス数のそれぞれとを比較し、前記カウント値と前記遷移後段パルス数とが等しい場合、前記カウント値と等しい前記遷移後段パルス数に対応した補正量が前記第２の保持部から前記減算部に供給されるようにし、
前記減算部は、前記遷移後段パルス数のそれぞれにより示されるタイミングで、前記遷移後段パルス数のそれぞれに対応した補正量に応じた量を、前記読み出し部により転送された画素信号から減算する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記補正部は、
前記比較部が比較した結果に基づいて重み付け係数を決定し、前記遷移パルス数に対応した補正量に前記重み付け係数を乗算した量を前記減算部に供給する乗算部をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
【請求項６】
複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、
前記画素配列における１つの行の画素信号を読み出して、読み出した行における各列の画素信号を順次に後段へ転送する読み出し部と、
前記読み出し部が各列の画素信号を後段へ転送するための転送期間が開始してから、各列の画素信号を後段へ転送するための転送パルスの累積数をカウントして複数ビットで構成されるカウント値を出力するカウンタと、
前記カウンタから出力されるカウント値を構成している複数ビットのうち遷移するビットがどれであるかを示す遷移ビット数に応じて、前記読み出し部により転送された画素信号を、当該遷移ビット数に応じた補正量で補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
【請求項７】
前記補正部は、
前記カウント値の遷移ビット数に対応した補正量を保持する第３の保持部と、
前記カウント値により示されるタイミングで、前記遷移ビット数に対応した補正量に応じた量を、前記読み出し部により転送された画素信号から減算する減算部と、
を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
前記補正部は、
前記読み出し部により転送された画素信号から、補正量に応じた量を減算する減算部と、
前記減算部により減算された画素信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
を含む
ことを特徴とする請求項１又は６に記載の撮像システム。
【請求項９】
前記補正部は、
前記読み出し部により転送された画素信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換された画素信号から、補正量に応じた量を減算する減算部と、
を含む
ことを特徴とする請求項１又は６に記載の撮像システム。
【請求項１０】
前記画素配列は、
黒基準信号を出力するためのオプティカルブラック画素領域と、
画素信号を出力するための有効画素領域と、
を有し、
前記減算部は、画素信号から、前記補正量と前記黒基準信号に応じた量とを減算する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像システムでは、複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列における１つの行の画素信号が読み出し回路により読み出されて後段へ転送される。このような画素信号が２次元的に処理されて得られる画像信号により示される画像において、明暗のむらすなわちシェーディングが生じることがある。従来から、このようなシェーディングを補正するための方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に示す技術では、フレームメモリを用いてシェーディングを補正することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に示す技術では、画像信号をＡ／Ｄ変換して、１画面分の画像データをメモリに蓄積することにより、デジタル的にシェーディングを補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１１２０１６号公報
【特許文献２】特開平１０−２２９５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に示す技術では、１画面分の画像信号を、シェーディングを補正するために、いったんフレームメモリに保持させている。この場合、シェーディングを補正するためのフレームメモリが必要になるので、撮像システムの全体が大型化する。この結果、撮像システムの製造コストが増加する可能性がある。
【０００６】
特に、近年、撮像システムの画素数が増加する傾向にあり、大きな画素数の画素配列に対応した大容量のフレームメモリが必要になることがある。この場合、撮像システムの製造コストが増加しやすい。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に示す技術では、シェーディングにおいて、通常の暗電流ばらつきや光学系の差などに起因して１画面全体に発生するなだらかなノイズ成分が補正の主な対象である。すなわち、１画面全体に発生するなだらかなノイズ成分は、その電圧の変動幅が小さい。
【０００８】
一方、シェーディングにおいて、電源電位が変動することに起因したノイズ成分は、画素のリセットを行うための駆動信号のレベルが遷移するタイミングで、その電圧の変動幅が特に大きくなる。
【０００９】
あるいは、シェーディングにおいて、電源電位が変動することに起因したノイズ成分は、画素信号を後段へ転送するための転送パルスの数をカウントするカウンタのカウント値が遷移するビット数に応じて、その電圧の変動幅が大きくなる。
【００１０】
本発明の目的は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を低コストで低減できる撮像システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面に係る撮像システムは、複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、前記画素配列における１つの行の画素信号を読み出して、読み出した行における各列の画素信号を順次に後段へ転送する読み出し部と、前記読み出し部が各列の画素信号を後段へ転送するための転送期間において、画素をリセットするための駆動信号を前記画素配列に供給する駆動部と、前記転送期間において、前記駆動信号のレベルが遷移するタイミングで、前記読み出し部により転送された画素信号を、当該タイミングに応じた補正量で補正する補正部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の側面に係る撮像システムは、複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、前記画素配列における１つの行の画素信号を読み出して、読み出した行における各列の画素信号を順次に後段へ転送する読み出し部と、前記読み出し部が各列の画素信号を後段へ転送するための転送期間が開始してから、各列の画素信号を後段へ転送するための転送パルスの累積数をカウントして複数ビットで構成されるカウント値を出力するカウンタと、前記カウンタから出力されるカウント値を構成している複数ビットのうち遷移するビットがどれであるかを示す遷移ビット数に応じて、前記読み出し部により転送された画素信号を、当該遷移ビット数に応じた補正量で補正する補正部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を低コストで低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１実施形態に係る撮像システム１の概略構成及び概略動作を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像システム１の構成図である。
【００１５】
撮像システム１は、撮像装置１０及び補正部２０を備える。撮像装置１０は、被写体を撮像して画像信号を補正部２０へ出力する。補正部２０は、撮像装置１０から出力された画像信号を補正する。
【００１６】
撮像装置１０は、画素配列１１、読み出し部１２、及び駆動部１３を含む。
【００１７】
画素配列１１では、複数の画素が行方向及び列方向に配列されている。画素配列１１は、有効画素領域１１ａとオプティカルブラック画素領域１１ｂとを有する。有効画素領域１１ａには、被写体の光学像に応じた画素信号を出力するための複数の画素が配されている。オプティカルブラック画素領域１１ｂには、黒基準信号を出力するための複数の画素が配されている。
【００１８】
読み出し部１２は、画素配列１１（の有効画素領域１１ａ）における１つの行の画素信号を読み出して、読み出した行における各列の画素信号を順次に後段へ転送する。
【００１９】
駆動部１３は、読み出し部１２が各列の画素信号を後段へ転送するための水平転送期間において、画素をリセットするための駆動信号（図２に示すブランク駆動パルス）を画素配列１１に供給する。
【００２０】
補正部２０は、水平カウンタ２８、第１のレジスタ（第１の保持部）２７、比較器（比較部）２３、第２のレジスタ（第２の保持部）２６、レジスタ２５、加算器２１、ＤＡ変換器２４、減算器（減算部）２２、及びＡＤ変換器（Ａ／Ｄ変換部）２９を含む。
【００２１】
水平カウンタ２８は、水平転送期間が開始してから、各列の画素信号を後段へ転送するための水平転送パルスの累積数をカウントする（図２参照）。ここで、水平転送パルスは、上記の撮像装置１０の読み出し部１２が各列の画素信号を後段（補正部２０の減算器２２）へ転送するための信号である。
【００２２】
第１のレジスタ２７は、水平転送期間において駆動信号のレベルが遷移するタイミングを示す遷移パルス数（例えば、図２に示す「４」と「１０３」）を保持する。
【００２３】
第２のレジスタ２６は、遷移パルス数に対応した補正量を保持する。ここで、補正量は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分（電源ふられ起因ノイズ成分）である。上述のように、このノイズ成分は、画素のリセットを行うための駆動信号のレベルが遷移するタイミングで転送された画素信号に発生することが多い。そのため、少なくとも遷移パルス数に対応したタイミングで転送された画素信号を補正すれば、そのノイズ成分を十分に低減することができる。
【００２４】
例えば、第２のレジスタ２６は、「パルスＡ  ライズ１ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＡがＬレベルからＨレベルへ遷移する際の遷移パルス数「４」に対応した補正量「＋６」を保持する（図２参照）。例えば、第２のレジスタ２６は、「パルスＡ  フォール１ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＡがＨレベルからＬレベルへ遷移する際の遷移パルス数「１０３」に対応した補正量「−４」を保持する（図２参照）。
【００２５】
同様に、例えば、第２のレジスタ２６は、「パルスＢ  ライズ１ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＢがＬレベルからＨレベルへ遷移する際の遷移パルス数に対応した補正量を保持する。例えば、第２のレジスタ２６は、「パルスＢ  フォール１ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＢがＨレベルからＬレベルへ遷移する際の遷移パルス数に対応した補正量を保持する。
【００２６】
また、第２のレジスタ２６と加算器２１との間には、第２のレジスタ２６に保持されたいずれかの値を選択して加算器２１へ供給するための複数のスイッチが設けられている。
【００２７】
比較器２３は、水平カウンタ２８から出力されたカウント値と、第１のレジスタ２７に保持された遷移パルス数とを比較する。比較器２３は、そのカウント値とその遷移パルス数とが等しい場合、遷移パルス数に対応した補正量が第２のレジスタ２６から加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給されるようにする。具体的には、比較器２３は、複数のスイッチのうち、遷移パルス数に対応した補正量を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。一方、比較器２３は、そのカウント値とその遷移パルス数とが等しくない場合、複数のスイッチのいずれもオンしない。この場合、複数のスイッチはいずれもオフした状態になっている。
【００２８】
レジスタ２５は、画素配列１１のオプティカルブラック画素領域１１ｂから取得された黒基準信号に応じたＯＢクランプ参照信号を保持している。ＯＢクランプ参照信号は、ＯＢクランプ処理を行うための信号である。ＯＢクランプ処理は、黒階調が適正になるように画像信号を調整するための処理である。
【００２９】
加算器２１は、レジスタ２５から供給されたＯＢクランプ参照信号と、第２のレジスタ２６から供給された信号とを加算する。ここで、両者の信号は、いずれも、デジタル信号である。
【００３０】
ここで、複数のスイッチのいずれかがオンしていれば、オンしたスイッチにより選択された補正量の信号が第２のレジスタ２６から加算器２１へ供給される。そして、加算器２１は、ＯＢクランプ参照信号と補正量の信号とを加算して、加算された信号を補正量に応じた量の信号としてＤＡ変換器２４へ出力する。
【００３１】
一方、第２のレジスタ２６と加算器２１との間の複数のスイッチがいずれもオフしていれば、加算器２１は、レジスタ２５から供給されたＯＢクランプ参照信号をそのままＤＡ変換器２４へ出力する。
【００３２】
ＤＡ変換器２４は、加算器２１から供給されたデジタル信号をＤ／Ａ変換してアナログ信号を生成する。ここで、ＤＡ変換器２４は、ＯＢクランプ参照信号と補正量の信号とが加算された信号が供給されれば、加算された信号をＤ／Ａ変換して減算器２２へ出力する。ＤＡ変換器２４は、ＯＢクランプ参照信号が供給されれば、ＯＢクランプ参照信号をＤ／Ａ変換して減算器２２へ出力する。
【００３３】
減算器２２は、撮像装置１０の読み出し部１２により転送された画素信号（アナログ信号）を受け取る。また、減算器２２は、ＤＡ変換器２４からアナログ信号を受け取る。減算器２２は、画素信号からアナログ信号を減算する。ここで、減算器２２は、黒基準信号に応じた量すなわちＯＢクランプ参照信号のアナログ信号を画素信号から減算した場合、ＯＢクランプ処理された画像信号を生成してＡＤ変換器２９へ出力する。減算器２２は、加算された信号のアナログ信号を画素信号から減算した場合、ＯＢクランプ処理に加えて、電源電位が変動することに起因したノイズ成分が補正された画像信号を生成してＡＤ変換器２９へ出力する。
【００３４】
ＡＤ変換器２９は、減算器２２から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を生成する。すなわち、ＡＤ変換器２９は、減算器２２により減算された画像信号をＡ／Ｄ変換して後段へ出力する。
【００３５】
次に、電源電位が変動することに起因したノイズ成分（電源ふられ起因ノイズ成分）を撮像システム１が補正する際の動作を、図２を用いて説明する。図２は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を撮像システム１が補正する際の動作を示すタイミングチャートである。図２には、水平転送期間が開始したタイミング以降の波形が示されている。なお、図２では、簡略化のため、ブランク駆動パルスＡに関連した波形のみが示されているが、ブランク駆動パルスＢに関しても同様である。
【００３６】
「水平カウンタ」で示された波形は、補正部２０の水平カウンタ２８が水平転送パルスの累積数をカウントするタイミングを示している。また、「水平カウンタ」で示された波形には、累積数を示すカウント値が１０進数で示されている。
【００３７】
「ブランク駆動パルスＡ」は、画素をリセットするための駆動信号であって、撮像装置１０の駆動部１３から画素配列１１へ供給される信号である。「ブランク駆動パルスＡ」で示された波形は、水平カウンタ２８のカウント値が「４」である期間にＬレベルからＨレベルへ遷移し、水平カウンタ２８のカウント値が「１０３」である期間にＨレベルからＬレベルへ遷移している。ここで、ブランク駆動パルスが遷移するための期間は、ブランク期間と呼ばれる。すなわち、水平転送期間とブランク期間とが重なっているので、水平転送期間とブランク期間とが別々に設けられている場合に比べて、フレーム期間が短く抑えられている。
【００３８】
「水平転送パルス」は、撮像装置１０の読み出し部１２が各列の画素信号を後段（補正部２０の減算器２２）へ転送するための信号である。「水平転送パルス」で示された波形は、トグルしている。
【００３９】
「画像信号」は、読み出し部１２により転送される各列の画素信号が２次元的に処理されて得られる。すなわち、「画像信号」は、画素信号の集まりである。「画像信号」で示された波形は、読み出し部１２により転送される各列の画素信号（アナログ信号）の信号レベルを示している。例えば、「画像信号」は、水平カウンタ２８のカウント値が「４」である期間に「＋６」の信号レベルを示し、水平カウンタ２８のカウント値が「５」である期間に「＋３」の信号レベルを示す。また、例えば、「画像信号」は、水平カウンタ２８のカウント値が「１０３」である期間に「−４」の信号レベルを示し、水平カウンタ２８のカウント値が「１０４」である期間に「−２」の信号レベルを示す。ここで、読み出し部１２が読み出した行における各列の画素信号を順次に後段へ転送するので、水平カウンタ２８のカウント値は、転送されている画素信号が取得された画素の列アドレスに対応したものとなっている。
【００４０】
「電源ふられ起因ノイズ成分データ」は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分のデータであり、第２のレジスタ２６に保持された補正量のデータである。「電源ふられ起因ノイズ成分データ」で示された波形は、第２のレジスタ２６から加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給される信号（アナログ信号）の信号レベルを示している。
【００４１】
すなわち、比較器２３は、水平カウンタ２８から出力されたカウント値と、第１のレジスタ２７に保持された遷移パルス数（「４」又は「１０３」）とを比較する。
【００４２】
水平カウンタ２８のカウント値が「１」〜「３」である期間では、比較器２３は、カウント値と遷移パルス数とが等しくないと判断し、複数のスイッチのいずれもオンしない。
【００４３】
水平カウンタ２８のカウント値が「４」である期間では、比較器２３は、カウント値と遷移パルス数「４」とが等しいと判断し、遷移パルス数「４」に対応した補正量「＋６」を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。これにより、第２のレジスタ２６に保持されたデータのうち、遷移パルス数「４」に対応した補正量のデータ「＋６」が加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給される。
【００４４】
水平カウンタ２８のカウント値が「５」〜「１０２」である期間では、比較器２３は、カウント値と遷移パルス数とが等しくないと判断し、複数のスイッチのいずれもオンしない。
【００４５】
水平カウンタ２８のカウント値が「１０３」である期間では、比較器２３は、カウント値と遷移パルス数「１０３」とが等しいと判断し、遷移パルス数「１０３」に対応した補正量「−４」を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。これにより、第２のレジスタ２６に保持されたデータのうち、遷移パルス数「１０３」に対応した補正量のデータ「−４」が加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給される。
【００４６】
「ＯＢクランプ後画像信号」は、補正部２０の減算器２２により少なくともＯＢクランプ参照信号が減算されてＯＢクランプ処理が行われた後の画素信号の集まりすなわち画像信号である。「ＯＢクランプ後画像信号」で示された波形は、「画像信号」で示された波形から「電源ふられ起因ノイズ成分データ」で示された波形を引いたものとなっている。
【００４７】
このように、水平転送期間とブランク期間とが重なるようにして、読み出し部１２による画素信号の転送の動作と、駆動部１３からの駆動信号（ブランク駆動パルス）による画素のリセット動作とが並行して行われるようにする。これにより、フレーム期間を短く抑えることができる。
【００４８】
一方、読み出し部１２により転送される画素信号は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分の影響を受ける。この場合でも、このノイズ成分は、画素のリセットを行うための駆動信号のレベルが遷移するタイミングで転送された画素信号に発生することが多い。よって、少なくとも遷移パルス数に対応したタイミングで転送された画素信号を補正するので、そのノイズ成分を低減することができる。
【００４９】
すなわち、そのノイズ成分を低減するために必要なメモリ容量は、少なくとも、遷移パルス数と、それにより示されるタイミングに対応した補正量とを記憶するのに必要な分（第１のレジスタ２７及び第２のレジスタ２６）だけ確保されていれば十分である。したがって、ノイズ成分を低減するために必要なメモリ容量を低減することにより撮像システムを小型化してその製造コストを抑制できるので、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を低コストで低減できる。
【００５０】
なお、遷移パルス数のデータは、後述の全体制御・演算部９９又はタイミング発生部９８から第１のレジスタ２７へ供給されることにより、第１のレジスタ２７で保持されても良い。
【００５１】
また、補正量のデータは、全体制御・演算部９９から第２のレジスタ２６へ供給されることにより、第２のレジスタ２６で保持されても良い。あるいは、補正量のデータは、直前のフレーム期間以前の遷移パルス数で示されるタイミングにおいて、電源電位をモニタして得られた値が撮像装置１０から第２のレジスタ２６へ供給されることにより、第２のレジスタ２６で保持されても良い。
【００５２】
本発明の第２実施形態に係る撮像システムを、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る撮像システム１００の構成図である。図４は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を撮像システム１００が補正する際の動作を示すタイミングチャートである。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００５３】
撮像システム１００は、補正部１２０を備える点で、第１実施形態と異なる。補正部１２０は、第２のレジスタ１２６及び比較器１２３を含む。
【００５４】
第２のレジスタ１２６は、さらに、遷移パルス数にＮ（Ｎ；正の整数）を加えた値までの遷移後段パルス数のそれぞれに対応した補正量を保持する。例えば、第２のレジスタ１２６は、さらに、遷移パルス数に１を加えた値までの遷移後段パルス数のそれぞれに対応した補正量を保持する。
【００５５】
例えば、第２のレジスタ１２６は、「パルスＡ  ライズ２ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＡがＬレベルからＨレベルへ遷移する際の遷移後段パルス数「５」に対応した補正量「＋３」を保持する（図４参照）。例えば、第２のレジスタ１２６は、「パルスＡ  フォール２ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＡがＨレベルからＬレベルへ遷移する際の遷移後段パルス数「１０４」に対応した補正量「−２」を保持する（図４参照）。
【００５６】
同様に、例えば、第２のレジスタ１２６は、「パルスＢ  ライズ２ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＢがＬレベルからＨレベルへ遷移する際の遷移後段パルス数に対応した補正量を保持する。例えば、第２のレジスタ１２６は、「パルスＢ  フォール２ｂｉｔ」として、ブランク駆動パルスＢがＨレベルからＬレベルへ遷移する際の遷移後段パルス数に対応した補正量を保持する。
【００５７】
比較器１２３は、さらに、遷移パルス数にＮ（Ｎ；正の整数）を加えた値までの遷移後段パルス数を求める。比較器１２３は、水平カウンタ２８から出力されたカウント値と、求めた遷移後段パルス数とを比較する。比較器１２３は、カウント値と遷移後段パルス数とが等しいと判断する場合、遷移後段パルス数のそれぞれに対応した補正量が第２のレジスタ１２６から加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給されるようにする。具体的には、比較器１２３は、複数のスイッチのうち、遷移後段パルス数に対応した補正量を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。
【００５８】
これにより、減算器２２は、遷移後段パルス数のそれぞれにより示されるタイミングで、遷移後段パルス数のそれぞれに対応した補正量に応じた量を、読み出し部１２により転送された画素信号から減算する。
【００５９】
また、「電源ふられ起因ノイズ成分データ」が、図４に示すように、第１実施形態と異なる。
【００６０】
すなわち、比較器１２３は、水平カウンタ２８から出力されたカウント値と、求めた遷移後段パルス数（「５」又は「１０４」）とを比較する。
【００６１】
水平カウンタ２８のカウント値が「５」である期間では、比較器１２３は、カウント値と遷移後段パルス数「５」とが等しいと判断し、遷移後段パルス数「５」に対応した補正量「＋３」を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。これにより、第２のレジスタ１２６に保持されたデータのうち、遷移後段パルス数「５」に対応した補正量のデータ「＋３」が加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給される。
【００６２】
水平カウンタ２８のカウント値が「１０４」である期間では、比較器１２３は、カウント値と遷移後段パルス数「１０４」とが等しいと判断し、遷移後段パルス数「１０４」に対応した補正量「−２」を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。これにより、第２のレジスタ１２６に保持されたデータのうち、遷移後段パルス数「１０４」に対応した補正量のデータ「−２」が加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給される。
【００６３】
このように、遷移パルス数に対応したタイミングに加えて、遷移後段パルス数に対応したタイミングで転送された画素信号を補正するので、そのノイズ成分をさらに低減することができる。
【００６４】
本発明の第３実施形態に係る撮像システムを、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係る撮像システム２００の構成図である。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００６５】
撮像システム２００は、補正部２２０を備える点で、第１実施形態と異なる。補正部２２０は、比較器２２３と可変乗算器（乗算部）２３１とを含む。
【００６６】
比較器２２３は、水平カウンタ２８から出力されたカウント値と、第１のレジスタ２７に保持された遷移パルス数とを比較した結果を、可変乗算器２３１に供給する。
【００６７】
可変乗算器２３１は、比較器２２３が比較した結果に基づいて、重み付け係数を決定する。具体的には、可変乗算器２３１は、遷移パルス数又は上述した遷移後段パルス数に応じて、重み付け係数を決定する。なお、重み付け係数は、遷移パルス数に対応したタイミング以降におけるノイズ成分の減衰特性を考慮して決められる。
【００６８】
例えば、可変乗算器２３１は、カウント値と遷移パルス数とが等しい場合、重み付け係数を「１」に決定する。例えば、可変乗算器２３１は、カウント値が遷移パルス数に１を加えた値（遷移後段パルス数）に等しい場合、重み付け係数を「０．５」に決定する。
【００６９】
そして、可変乗算器２３１は、遷移パルス数に対応した補正量に重み付け係数を乗算した量を加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給する。
【００７０】
例えば、可変乗算器２３１は、カウント値と遷移パルス数「４」とが等しい場合、遷移パルス数「４」に対応した補正量「＋６」に重み付け係数「１」を乗算した量「＋６」を、加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給する。例えば、可変乗算器２３１は、カウント値と遷移パルス数に１を加えた値「５」とが等しい場合、遷移パルス数「４」に対応した補正量「＋６」に重み付け係数「０．５」を乗算した量「＋３」を、加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給する。
【００７１】
このように、遷移パルス数に対応したタイミングに加えて、遷移後段パルス数に対応したタイミングで転送された画素信号を補正するので、そのノイズ成分をさらに低減することができる。
【００７２】
また、遷移後段パルス数に対応したタイミングで転送された画素信号を補正する際に、ノイズ成分の減衰特性を考慮して重み付け係数を乗算するので、遷移後段パルス数に対応した補正量を記憶するためのメモリ容量を節約できる。したがって、ノイズ成分をさらに低減した場合でも、撮像システムを小型化してその製造コストを抑制できる。
【００７３】
本発明の第４実施形態に係る撮像システムを、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明の第４実施形態に係る撮像システム３００の構成図である。図７は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を撮像システム３００が補正する際の動作を示すタイミングチャートである。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００７４】
撮像システム３００は、水平カウンタ３２８及び補正部３２０を備える点で、第１実施形態と異なる。水平カウンタ３２８は、水平転送期間が開始してから、水平転送パルスの累積数をカウントするとともにそのカウント値を補正部３２０へ出力する。水平カウンタ３２８は、転送パルスの累積数を例えば４ビットでカウントする。補正部３２０は、水平カウンタ３２８から出力されたカウント値の遷移ビット数に応じて、読み出し部１２により転送された画素信号を補正する。
【００７５】
補正部３２０は、第３のレジスタ（第３の保持部）３３２を含み、比較器２３、第１のレジスタ２７、及び第２のレジスタ２６を含まない。
【００７６】
第３のレジスタ３３２は、カウント値の遷移ビット数に対応した補正量を保持する。
【００７７】
例えば、第３のレジスタ３３２は、「１ｂｉｔ目０→１」として、水平カウンタ３２８のカウント値が０から１へ遷移する際の遷移ビット数「１」すなわち「ＬＳＢ」に対応した補正量「−３」を保持する（図７参照）。例えば、第３のレジスタ３３２は、「２ｂｉｔ目０→１」として、水平カウンタ３２８のカウント値が０から１へ遷移する際の遷移ビット数「２」すなわち「２ｎｄ  ｂｉｔ」に対応した補正量「０」を保持する（図７参照）。例えば、第３のレジスタ３３２は、「３ｂｉｔ目０→１」として、水平カウンタ３２８のカウント値が０から１へ遷移する際の遷移ビット数「３」すなわち「３ｒｄ  ｂｉｔ」に対応した補正量「＋３」を保持する（図７参照）。例えば、第３のレジスタ３３２は、「４ｂｉｔ目０→１」として、水平カウンタ３２８のカウント値が０から１へ遷移する際の遷移ビット数「４」すなわち「ＭＳＢ」に対応した補正量「＋５」を保持する（図７参照）。例えば、第３のレジスタ３３２は、「３ｂｉｔ１→０」として、水平カウンタ３２８のカウント値が１から０へ遷移する際の遷移ビット数「Ｒｅｓｅｔ  ３ｂｉｔ」に対応した補正量「＋６」を保持する（図７参照）。
【００７８】
同様に、例えば、第３のレジスタ３３２は、「１ｂｉｔ１→０」として、水平カウンタ３２８のカウント値が１から０へ遷移する際の遷移ビット数「Ｒｅｓｅｔ  １ｂｉｔ」に対応した補正量を保持する。例えば、第３のレジスタ３３２は、「２ｂｉｔ１→０」として、水平カウンタ３２８のカウント値が１から０へ遷移する際の遷移ビット数「Ｒｅｓｅｔ  ２ｂｉｔ」に対応した補正量を保持する。例えば、第３のレジスタ３３２は、「４ｂｉｔ１→０」として、水平カウンタ３２８のカウント値が１から０へ遷移する際の遷移ビット数「Ｒｅｓｅｔ  ４ｂｉｔ」に対応した補正量を保持する。
【００７９】
また、第３のレジスタ３３２と加算器２１との間には、第３のレジスタ３３２に保持されたいずれかの値を選択して加算器２１へ供給するための複数のスイッチが設けられている。
【００８０】
ここで、水平カウンタ３２８は、カウント値の遷移ビット数を判断する。水平カウンタ３２８は、カウント値の遷移ビット数に対応した補正量が第３のレジスタ３３２から加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給されるようにする。具体的には、水平カウンタ３２８は、複数のスイッチのうち、遷移ビット数に対応した補正量を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。これにより、減算器２２は、カウント値により示されるタイミングで、カウント値の遷移ビット数に対応した補正量に応じた量を、読み出し部１２により転送された画素信号から減算する。
【００８１】
また、電源電位が変動することに起因したノイズ成分（電源ふられ起因ノイズ成分）を撮像システム３００が補正する際の動作が、図７に示すように、次の点で第１実施形態と異なる。
【００８２】
「水平カウンタ」で示された波形は、累積数を示すカウント値が４ビットの２進数で示されている。
【００８３】
「水平カウンタ遷移」で示されたデータは、水平カウンタ３２８において直前のカウント値から現在のカウント値への遷移ビット数を示す。
【００８４】
「電源ふられ起因ノイズ成分データ」は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分のデータであり、第３のレジスタ３３２に保持された補正量のデータである。「電源ふられ起因ノイズ成分データ」で示された波形は、第３のレジスタ３３２から加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給される信号（アナログ信号）の信号レベルを示している。
【００８５】
すなわち、水平カウンタ３２８は、カウント値が「０１００」である期間では、カウント値の遷移ビット数に対応した補正量が第３のレジスタ３３２から加算器２１及びＤＡ変換器２４経由で減算器２２に供給されるようにする。
【００８６】
例えば、水平カウンタ３２８は、遷移ビット数「３ｒｄ  ｂｉｔ」に対応した補正量「＋３」を選択して加算器２１へ供給するためのスイッチをオンさせる。これにより、減算器２２は、カウント値「０１００」により示されるタイミングで、カウント値の遷移ビット数「３ｒｄ  ｂｉｔ」に対応した補正量に応じた量「＋３」を、読み出し部１２により転送された画素信号から減算する。
【００８７】
これにより、「ＯＢクランプ後画像信号」に示されるように、ノイズ成分が低減された画像信号が得られる。
【００８８】
このように、読み出し部１２により画素信号を後段へ転送するための転送パルスの数が水平カウンタ３２８によりカウントされると、その画素信号は、電源電位が変動することに起因したノイズ成分の影響を受ける。この場合でも、このノイズ成分は、カウンタのカウント値が遷移するビット数に依存している。よって、遷移ビット数に対応した補正量で画素信号を補正するので、そのノイズ成分を低減することができる。
【００８９】
すなわち、そのノイズ成分を低減するために必要なメモリ容量は、遷移ビット数に対応した補正量を記憶するのに必要な分（図７の場合４ビット×２）だけ確保されていれば十分である。したがって、ノイズ成分を低減するために必要なメモリ容量を低減することにより撮像システムを小型化してその製造コストを抑制できるので、電源電位が変動することに起因したノイズ成分を低コストで低減できる。
【００９０】
本発明の第５実施形態に係る撮像システムを、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第５実施形態に係る撮像システム４００の構成図である。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分に関しては説明を省略する。
【００９１】
撮像システム４００は、補正部４２０を備える点で、第１実施形態と異なる。補正部４２０は、ＡＤ変換器４２９及び加算器４２２を含み、ＤＡ変換器２４を含まない。
【００９２】
ＡＤ変換器４２９は、撮像装置１０の読み出し部１２により転送された画像信号をＡ／Ｄ変換する。加算器４２２は、ＡＤ変換器４２９によりＡ／Ｄ変換された画像信号から、加算器２１から受け取った補正量に応じた量（ＯＢクランプ参照信号＋補正量の信号）を減算する。
【００９３】
このように、画素信号をＡ／Ｄ変換した後に減算するので、補正量の信号をＤ／Ａ変換する必要がない。このため、補正部４２０の構成を簡略化することができる。
【００９４】
次に、撮像システム全体の構成例を図９に示す。
【００９５】
撮像システム９０は、図９に示すように、主として、光学系、撮像装置１０及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター９１、撮影レンズ９２及び絞り９３を備える。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６、画像信号処理部９７、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、タイミング発生部９８、全体制御・演算部９９、記録媒体８８及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を備える。なお、信号処理部は、記録媒体８８を備えなくても良い。
【００９６】
シャッター９１は、光路上において撮影レンズ９２の手前に設けられ、露出を制御する。
【００９７】
撮影レンズ９２は、入射した光を屈折させて、撮像装置１０の画素配列（撮像面）に被写体の像を形成する。
【００９８】
絞り９３は、光路上において撮影レンズ９２と撮像装置１０との間に設けられ、撮影レンズ９２を通過後に撮像装置１０へ導かれる光の量を調節する。
【００９９】
撮像装置１０は、画素配列に形成された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置１０は、その画像信号を画素配列から読み出して出力する。
【０１００】
撮像信号処理回路９５は、撮像装置１０に接続されており、撮像装置１０から出力された画像信号を処理する。なお、撮像信号処理回路９５は、上述の第１のレジスタ、第２のレジスタ、レジスタ、第３のレジスタ、比較器、加算器、減算器、乗算器などを含む。
【０１０１】
Ａ／Ｄ変換器９６は、撮像信号処理回路９５に接続されており、撮像信号処理回路９５から出力された処理後の画像信号（アナログ信号）をデジタル信号へ変換する。
【０１０２】
画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９６から出力された画像信号（デジタル信号）に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、全体制御・演算部９９及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４などへ供給される。
【０１０３】
メモリ部８７は、画像信号処理部９７に接続されており、画像信号処理部９７から出力された画像データを記憶する。
【０１０４】
外部Ｉ／Ｆ部８９は、画像信号処理部９７に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部の機器（パソコン等）へ転送する。
【０１０５】
タイミング発生部９８は、撮像装置１０、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７に接続されている。これにより、撮像装置１０、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置１０、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７がタイミング信号に同期して動作する。なお、タイミング発生部９８は、上述の水平カウンタを含む。
【０１０６】
全体制御・演算部９９は、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に接続されており、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を全体的に制御する。
【０１０７】
記録媒体８８は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８へ記録する。
【０１０８】
以上の構成により、撮像装置１０において良好な画像信号が得られれば、良好な画像（画像データ）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像システム１の構成図。
【図２】電源電位が変動することに起因したノイズ成分を撮像システム１が補正する際の動作を示すタイミングチャート。
【図３】本発明の第２実施形態に係る撮像システム１００の構成図。
【図４】電源電位が変動することに起因したノイズ成分を撮像システム１００が補正する際の動作を示すタイミングチャート。
【図５】本発明の第３実施形態に係る撮像システム２００の構成図。
【図６】本発明の第４実施形態に係る撮像システム３００の構成図。
【図７】電源電位が変動することに起因したノイズ成分を撮像システム３００が補正する際の動作を示すタイミングチャート。
【図８】本発明の第５実施形態に係る撮像システム４００の構成図。
【図９】撮像システム全体の構成例を示す図。
【符号の説明】
【０１１０】
１，９０，１００，２００，３００，４００  撮像システム
１０  撮像装置
２０，１２０，２２０，３２０，４２０  補正部
【図１】
0005113460.tif 000002
【図２】
0005113460.tif 000003
【図３】
0005113460.tif 000004
【図４】
0005113460.tif 000005
【図５】
0005113460.tif 000006
【図６】
0005113460.tif 000007
【図７】
0005113460.tif 000008
【図８】
0005113460.tif 000009
【図９】
0005113460.tif 000010