(57)【要約】【課題】固定的に縦ムラが出る垂直転送路を高い精度で検出する固体撮像装置の提供。【解決手段】固体撮像装置1は、操作部3、制御部5、タイミング発生部7、撮像駆動部9、撮像部11、光学系駆動部13、光学系15、前処理部17、信号処理部25、表示部27、記録部29、メディア制御部31、およびメディア33を含み、前処理部17に設けられた加算平均部91で、有効画素と同じ列に位置するオプティカルブラックの信号レベル値を、複数のフレーム分、かつ垂直転送路と同じ方向に加算平均する。これにより固定的に発生する縦ムラの位置を精度良く反映した値を得ることが可能になり、縦ムラが出る垂直転送路を高い精度で検出することが可能になる。【選択図】図１
2007243558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界からの入射光から信号電荷を生成する受光素子がマトリックス状に複数配列された撮像面を含み、該受光素子から該信号電荷を読み出すことによりアナログ電気信号を形成する撮像手段と、
該アナログ電気信号を処理してディジタル画像信号を形成する処理手段とを含む固体撮像装置において、該装置は、
前記撮像面におけるオプティカルブラックのレベル値を複数のフレーム分、かつ前記マトリックスにおける垂直方向に加算平均する加算平均手段を含むことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
被写界からの入射光から信号電荷を生成する受光素子がマトリックス状に複数配列された撮像面を含み、該受光素子から該信号電荷を読み出すことによりアナログ電気信号を形成する撮像手段と、
該アナログ電気信号を処理してディジタル画像信号を形成する処理手段とを含む固体撮像装置において、該装置は
前記撮像面におけるオプティカルブラックのレベル値を、前記マトリックスにおける垂直方向に加算平均して第１の平均値を算出する加算平均手段と、
第１の平均値と、第１の平均値よりも前に算出された第２の平均値とを用いて、第３の平均値を算出する更新手段とを含むことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、該装置はさらに、
操作者の指示が入力される操作手段と、
該操作手段に入力された操作指示に応じて前記ディジタル画像信号を記録する記録手段とを含み、
前記加算平均手段は、該ディジタル画像信号を該記録手段に記録する撮影モードで駆動する毎に第１の平均値を算出し、
前記更新手段は、該撮影モードでの駆動の条件が第１の平均値と実質的に同じ第２の平均値を用いて第３の平均値を算出すること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、固体撮像装置に関するものであり、とくに暗電流等により生じる不要信号を検出する手段、および検出した暗電流を除去する手段を含む固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば高温かつ高感時等には垂直転送路に発生する暗電流が多くなり、画面全体に縦方向の筋が発生していた。そこで、この縦方向の筋、すなわち縦ムラを解消する手段が求められていた。例えば特許文献１では、１画面におけるオプティカルブラック部の画素の信号レベル値を１フレーム分記憶し、この記憶した信号レベル値を平均化して得た値を有効部の信号レベル値から減算することにより、縦ムラを解消することが開示されている。
【０００３】
また特許文献２では、オプティカルブラック部の画素に含まれている周期性ノイズを検出し、この周期性ノイズと逆相の補正信号を形成することによりノイズを低減することが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−５０１６５号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上述した２つのやり方では、縦ムラを十分に解消することが困難であった。なぜなら、1画面において縦ムラの原因である暗電流が溜まり易い画素と溜まり難い画素が存在すること、および溜まる暗電流の量が撮影する毎に異なっているために、縦ムラがランダムに出る部分と固定的に出る部分が存在し、例えば特許文献１が開示しているように１枚のフレームにおけるオプティカルブラック部を用いるだけでは、縦ムラの傾向を十分に把握することができないからである。本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、縦ムラが固定的に出る部分を高い精度で検出する固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために本発明は、固定的に出る縦ムラの状況を精度良く把握するためには、ランダムに出る縦ムラによる影響を小さくすればよいことに着目し、母集団を大きくする、すなわち平均化に用いるオプティカルブラック部の数を増やす。また平均化を行う回数を増やす。
【０００６】
具体的には、平均化する際、オプティカルブラック部の信号レベル値を複数のフレーム分用いる。用いる複数のフレームは、例えば撮影により得られたフレーム、およびこの撮影の前後の予備的撮影により得られたフレーム等にすることが可能である。このように複数のフレームにおけるオプティカルブラック部の画素を用いるため、母集団を大きくすることが可能になり、ランダムに出る縦ムラの影響を小さくし、固定的に出る縦ムラの位置を正確に把握することが可能になる。
【０００７】
また本発明では平均化により平均値を得る毎にこの平均値を更新、すなわち学習させてゆく。具体的には平均化により新しく値を得ると、新しく得た値と、それまでに得た値とを用いて平均値を更新する。この更新は、例えば撮影条件、すなわちISO感度や温度が同じ場合に行うことが可能である。このように平均値を得る毎に更新することによって、平均化する回数を増やすことが可能になるため、ランダムに出る縦ムラの影響を小さくし、固定的に出る縦ムラの位置を正確に把握することが可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のフレームにおけるオプティカルブラック部を使用して平均値を算出するため、固定的に出る縦ムラの位置を正確に把握することが可能になる。また、平均化する度に平均値を更新するため、固定的に出る縦ムラの位置を正確に把握することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置の実施例を詳細に説明する。図１は、本発明による固体撮像装置の実施例の構成を表すブロック図である。図１において、固体撮像装置1は、操作部3、制御部5、タイミング発生部7、撮像駆動部9、撮像部11、光学系駆動部13、光学系15、前処理部17、信号処理部25、表示部27、記録部29、メディア制御部31、およびメディア33を含み、被写界からの入射光を基にしてディジタル画像信号を形成する装置である。より具体的に説明すると、被写界からの入射光を光学系15において取り込むとともに、操作部3で操作されることにより制御部5、光学系駆動部13および撮像駆動部9が制御されて撮像部11でこの被写界像を撮像し、得られたアナログ電気信号を前処理部17で処理してディジタル画像信号を形成し、このディジタル画像信号を信号処理部25で処理して表示部27に表示したり、メディア33に記憶する装置である。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し冗長な説明を避ける。また以下の説明において各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。
【００１０】
操作部3は、操作者の指示が入力される手操作装置であり、操作者の手操作状態、例えば図示しないシャッタボタンのストローク操作に応じて、操作信号37を制御部5に供給する部分である。制御部5は、操作部3から供給される操作信号37に応動して、固体撮像装置1全体の動作を制御、統括する部分であり、本実施例では、光学系駆動部13およびタイミング発生部7と接続しこれらに必要な処理を行わせるための制御信号39、41を供給する。また、データバス43に接続して、これに接続されている信号処理部25、表示部27、記録部29、およびメディア制御部31に必要な処理を行わせる制御信号45を供給する。
【００１１】
光学系駆動部13は、制御部5により制御されて後段の光学系15を駆動する駆動信号47を形成する部分である。本実施例では、制御部5は、操作部3からの操作信号37により光学系駆動部13を制御する制御信号41を形成し、これにより光学系駆動部13が光学系15を駆動する駆動信号47を形成する。光学系15は、具体的な構成を図示しないが、例えばレンズ、絞り調整機構、シャッタ機構、ズーム機構、自動焦点 (Automatic Focus : AF) 調整機構、および自動露出 (Automatic Exposure : AE) 調整機構等を含んでいる。なお、赤外線 (Infrared Rays : IR) カットフィルタや光学ローパスフィルタ (Low Pass Filter : LPF) を含むことも可能である。また光学系15は、光学系駆動部13からの駆動信号47により制御される。例えば本実施例では、光学系15は、光学駆動部13からの駆動信号47により、レンズ、自動焦点調整機構、自動露出調整機構が駆動して、所望の被写界像を取り込んで撮像部11に入射する。
【００１２】
タイミング発生部7は、制御部5により制御され、制御部5からの制御信号35に応動してタイミング信号49、51を形成する部分である。形成されたタイミング信号49、51は、撮像駆動部9、前処理部17へそれぞれ供給される。なお、どのようなタイミング信号を形成し、どこへ供給するかは制御部5の制御信号39により決まる。
【００１３】
撮像駆動部9は、タイミング発生部7からのタイミング信号49に応動して、信号電荷を読み出すための駆動信号53を形成する部分である。形成された駆動信号53は撮像部11へと供給される。撮像部11は、撮像素子、例えば光電結合素子(Charge Coupled Device : CCD) を含み、光学系15を介してこの撮像素子の撮像面に結像される被写界象を撮像駆動部9からの駆動信号53に応じてアナログ電気信号75に光電変換する、すなわち撮像する部分である。
【００１４】
図２は、図１における撮像部17が含む固体撮像素子において、被写界からの入射光が照射される面、すなわち、撮像面57を概念的に示した図である。本実施例では、撮像面57は、受光素子、トランスファーゲート、垂直転送路、水平転送路59、および出力部61を含んでいる。受光素子は、図示しないが、被写界からの光により信号電荷を形成するものであり、２次元マトリックス状に配置されている。また、トランスファーゲートは、図示しないが、受光素子で発生した信号電荷の読み出しを制御するものであり、各受光素子の一方の側に、２次元マトリックスの垂直方向、すなわち列と平行するように設けられている。
【００１５】
また垂直転送路はトランスファーゲートから読み出された信号電荷をマトリックスの列方向に転送するものであり、トランスファーゲートの受光素子と対向する側に設けられている。また水平転送路は、垂直転送路からの信号電荷を受け取り、水平方向に出力部61まで転送するものであり、２次元マトリックスの水平方向と、すなわち、行と平行するように設けられている。また出力部61は光電変換を行ってアナログ電気信号75を形成するものであり、水平転送路59の一方の端部、本実施例では左側の端部に設けられている。
【００１６】
受光素子、トランスファーゲート、垂直転送路、水平転送路59、および出力部61は、公知のものを採用することが可能である。また図示しないが、撮像部11は、色フィルタを含んでもよく、色フィルタを含む場合も公知のものを採用することが可能である。なお本実施例では、撮像面57には水平転送路59が１つ設けられているが、本発明はこれに限定するわけではなく、たとえば撮像面57を複数の領域に分割し、領域毎に水平転送路59および出力部61を設けたものも本発明に含まれる。
【００１７】
このような撮像面57に設けられた受光素子、すなわち画素には、有効画素65と、オプティカルブラック67が存在する。有効画素65は、入射光により光被写界像を結像して１枚の画像を形成する受光素子である。また、オプティカルブラック67は、黒レベルを検出するために光学的に遮蔽された受光素子である。本実施例では、撮像面57の外周近傍の受光素子がオプティカルブラック67であり、このオプティカルブラック以外の部分、すなわちオプティカルブラック67の内側が有効画素65である。
【００１８】
なおどの画素を有効画素65、およびオプティカルブラック67にするかは撮像部57に応じて任意に設定することが可能であるが、本実施例では後述するように有効画素65と同じ列に位置するオプティカルブラック67の信号レベル値を用いて縦ムラを検出し、補正するため、有効画素65と同じ列にオプティカルブラック67が位置するようにする必要がある。
【００１９】
図１に戻って、前処理部17は、タイミング発生部7のタイミング信号51に応動してアナログ電気信号におけるノイズを低減したり、ノイズを低減したアナログ電気信号ディジタル画像信号へ変換したり、信号のゲインの調整を行う部分である。本実施例では、前処理部17には、撮像部から読み出されたアナログ電気信号75が入力され、このアナログ電気信号75におけるノイズを低減し、またこのアナログ電気信号をディジタル画像信号79へ変換し、データバス43を介して信号処理部へと供給する。
【００２０】
信号処理部25は、データバスからディジタル画像信号81が供給されるとともに制御部5からの制御信号45が供給されて、この制御信号45に応じてディジタル画像信号81を処理する部分である。具体的には、例えば供給されるディジタル画像信号81に、同時化、Y/C信号変換、圧縮/伸長変換、表示変換等の処理、オフセット補正、ホワイトバランスの調整、ゲインの調整、およびガンマ補正等を行い、後段の表示部27に表示するためのデータ83や、後段の記録部27に記録するためのデータ85や、メディア31に保存するためのデータ87に処理する。各データは、データバス43を介して、所定の部分、すなわち表示部27、記録部29、またはメディア制御部31へと送られる。
【００２１】
表示部27は、例えば液晶モニタ等であり、データバス43を介して信号処理部25から供給されたデータ83を表示する部分である。また記録部29は、例えばメモリ等であり、データバス43を介して信号処理部25から供給された信号85を記憶する部分である。またメディア制御部31は、信号処理部25から供給されたデータ87、および制御部5からの制御信号45がデータバス43を介して入力され、データ87を後段のメディア33に記録させる駆動信号89を形成する部分である。またメディア33は、例えば外付けの記録媒体等であり、信号処理部25から供給された信号87を記憶する部分である。
【００２２】
以上のような構成の固体撮像装置1には、撮像部11を含み被写界像を撮像してディジタル画像信号を形成する装置が該当し、例えば、ディジタルカメラ、電子スチルカメラ、画像入力装置、ムービーカメラ、カメラが設けられた携帯電話、または、被写体を撮像してシールに印刷する装置等が挙げられるが、本発明はこれらに限定するわけではない。また本発明では、各部の構成を本実施例に限定するわけではなく、固体撮像装置1に応じて任意の構成を採用することが可能である。
【００２３】
このような固体撮像装置1において、高温かつ高感度時で撮像により形成されたディジタル画像信号を例えば表示部27のモニタ等に出力すると、画面全体に縦筋、すなわち縦ムラが発生していた。これは、高温かつ高感度時では、撮像部11の撮像面57に設けられた垂直転送路に発生する暗電流の量が増えてしまい、その結果、画素信号に不要な信号が含まれるようになってしまうからである。さらに撮像面57において暗電流が溜まりやすい部分と溜まり難い部分が存在するため、暗電流により発生する縦ムラには、固定的に発生する部分とランダムに発生する部分とが混在していた。そこで、本実施例では、信号処理部25が加算平均部91を含み、この加算平均部91でオプティカルブラックの信号レベル値を加算平均する。その後、得られた平均値から固定的に縦ムラが発生する位置を検出し、検出した位置の縦ムラを補正する。以下、詳細に説明する。
【００２４】
図１において信号処理部25は、加算平均部91を含んでいる。この加算平均部91は、縦ムラが固定的に発生する位置を検出するために、オプティカルブラック67の信号レベル値を複数のフレーム分、かつ撮像面57の垂直方向に加算平均する部分である。なお本実施例では加算平均部91は信号処理部25に設けられているが、本発明はこれに限定するわけではなく、任意の部分に設けることが可能である。また公知のやり方を採用して加算平均部91を形成することが可能である。
【００２５】
このようにオプティカルブラック67の信号レベル値を垂直方向に平均化するのは、オプティカルブラック67は遮蔽されているために本来であれば信号のない部分であるため、撮像面57の垂直方向、すなわち垂直転送路と同じ方向に平均化することにより垂直転送路における暗電流の発生度合いがわかる、すなわち縦ムラの発生度合いがわかるからである。また後述するように複数のフレーム分の値を用いて平均化ことにより、縦ムラがランダムに発生する部分による影響が少ない値を得ることが可能になり、その結果固定的に発生する部分のみを精度良く検出することが可能になる。
【００２６】
図３は、図１に示す固体撮像装置において、縦ムラが発生する位置を検出し、その位置の縦ムラを補正する処理手順の一例を示した流れ図である。図３において、制御部5は、信号処理部25に縦ムラを検出するよう指示を出す(ステップS1)。この指示は任意のタイミングで出すことが可能であり、例えば図示しない温度センサ等を撮像部11や制御部5等に設け、この温度センサにより、温度がある一定温度以上になった場合や、また例えば感度がある値以上、例えばISO感度800以上になった場合等に出すようにしてもよいし、また例えば撮影を行う毎に出すようにしてもよいし、さらに例えば操作部3からユーザーによる縦ムラを検出する旨の操作信号が入力されることにより出すようにしてもよい。なお本発明はこれらに限定するわけではない。
【００２７】
制御部5からの指示により、信号処理部25は、固定的に縦ムラが発生する位置を検出するため、加算平均部91でオプティカルブラック67の信号レベル値を、複数のフレーム分、かつ２次的マトリックスにおける垂直方向に加算平均する(ステップS2)。
【００２８】
図４は、信号処理部25で行われる加算平均処理を概念的に示した図である。なお図４においてn は正の整数である。本実施例では、信号処理部は、撮影により得られるフレーム、および撮影前後に行われる予備的な撮像により得られるフレームにおけるオプティカルブラックの信号レベル値を、２次元マトリックスにおける垂直方向、すなわち垂直転送路と同じ方向に加算平均する。
【００２９】
具体的に説明すると、固体撮像装置1には、撮影モードと、予備的モードが存在する。撮影モードとは、撮像により作成されたディジタル画像信号87やディジタル画像信号85を操作部3からの操作信号37によりメディア33や記録部29に記録するモードである。また、予備的モードとは、ディジタル画像信号85、87をメディア33や記録部29に記録せず、例えば表示部27に表示するためや、光学系15を制御するために用いるモードである。予備的モードには、例えば、被写界像を動画として表示部27に表示する動画表示モードや、自動的に焦点を合わせる自動焦点調整モードや、自動的に露出する自動露出調整モード等が挙げられる。
【００３０】
信号処理部27は、これらのモードで駆動した際に得られる複数のフレームを加算平均に用いる。例えば本実施例では、撮影モードで駆動した際のフレームである第２フレームにおけるオプティカルブラックの信号レベル値、この撮影モードの前の予備的モードで駆動した際のフレームである第１フレームにおけるオプティカルブラックの信号レベル値、および第２フレームを得た撮影モードの後の予備的モードで駆動した際のフレームである第３フレーム、・・・、第n フレームにおけるオプティカルブラックの信号レベル値を用いて加算平均を行う。これら各フレームのオプティカルブラックの信号レベル値は、例えば図示しない内部メモリ等に記憶させておき、加算平均を行う際に読み出すようにすることが可能である。
【００３１】
ここで加算平均に用いるオプティカルブラックは、各フレーム間で同じ場所にする必要がある。例えば本実施例では、図２に斜線で示すように、オプティカルブラック67のうち、有効画素部の下に位置するオプティカルブラック101すべての信号レベル値を用いて加算平均を行っている。なお本発明は本実施例に限定するわけではなく、加算平均には、有効画素と同じ列に位置するオプティカルブラックであれば任意のオプティカルブラックを用いることが可能である。
【００３２】
例えば、図２に点線103で囲んだように、有効画素65の上に位置するオプティカルブラックの各受光素子の信号レベル値を用いてもよい。また例えば有効画素65の上下のオプティカルブラック、すなわち、オプティカルブラック101と点線103で囲んだオプティカルブラックの信号レベル値を用いてもよいし、さらに例えば有効画素65の左右に位置するオプティカルブラックも含めてオプティカルブラック67すべての信号レベル値を用いることも可能である。なお本発明はこれに限定するわけではなく、オプティカルブラック65のうちどの部分を加算平均に用いるかは任意に設定することが可能である。
【００３３】
以上のようにオプティカルブラック101の信号レベル値を、複数のフレーム分用いて、撮像面57の垂直方向に平均化する。ここで、撮像面57の垂直方向とは、撮像面における垂直転送路と同じ方向である。つまり平均化を、２次元マトリックスの列毎に行う。なお平均化は、一般的な加算平均である。例えば、図４の第１フレームのオプティカルブラックの最も左の列105を用いて説明すると、この列105のオプティカルブラックの信号レベル値を、上から順に、OB1、OB2、・・・、OBM とすれば、数１により列105のオプティカルブラックの信号レベル値を平均化する。他の列も同様である。なお図４、および数１においてM は正の整数であり、平均化に用いるオプティカルブラックの行の数により任意に決まる値である。
【００３４】
【数１】
2007243558.tif 000003
【００３５】
以上のように加算平均した後、得られる平均値S1 は、列の数を例えばL とすると、1行L 列の行列である。他の平均値S2、S・・・、Sn も同様である。このようにフレーム毎に加算平均を行うと、得られた平均値S1、S2、S・・・、Sn でさらに加算平均を行う。つまりフレーム間で平均化し、平均値T を算出する。平均値T も平均値S と同様に1行L 列の行列である。
【００３６】
なお加算平均を行う際に、図４に示すように最初に各フレームで垂直方向に平均かし、次にフレーム間で平均化するやり方と、図５に示すように最初にフレーム間で平均化し、次に垂直方向に平均化するやり方では、どちらのやり方を採用しても最終的に得られる平均値T は同じであるため、どちらのやり方を採用してもよい。図５は、信号処理部25で行われる別の加算平均処理を概念的に示した図である。なお図５において図４と同じ参照番号は同様の構成要素を示す。図５では、最初にフレーム間で平均化し、得られたM 行L 列の行列U を列方向に、すなわち列毎に平均化し、平均値T を形成している。
【００３７】
このように図４、または図５のどちらの順で計算しても最終的には同じ平均値T を得ることができる。どちらを採用するかは任意に選択することが可能であるが、図４に示すように最初にフレーム毎に垂直方向に平均化し、次にフレーム間で平均化するやり方では、平均化に用いるフレームの数が少ない場合に、計算のために必要とする内部メモリの容量が少なくてすむようになる。また図５に示すように最初にフレーム間で平均化し、次に垂直方向に平均化するやり方では、加算平均に用いるオプティカルブラックの行数が少ない場合、すなわち本実施例ではM の値が小さい場合に、必要とする内部メモリの容量が少なくてすむようになる。よって、加算平均に用いるオプティカルブラックの数に応じて選択するとよいが、本発明はこれに限定するわけではない。
【００３８】
図３に戻って、信号処理部25は以上のようにしてオプティカルブラックの信号レベル値を、複数のフレーム分、かつ垂直方向に加算平均を行うと、この加算平均により得られた平均値から、ディジタル画像信号81に含まれている不要信号を検出し、この不要信号をディジタル画像信号81から減算する(ステップS3)。この不要信号の検出、および減算は、例えば公知の回路等を用いて行うことが可能であり、例えば本実施例では、図示しないが信号処理部25に設けられた不要信号検出部で不要信号を検出し、また図示しないが信号処理部25に設けられた減算部で不要信号が減算される。
【００３９】
また不要信号の検出、および減算のやり方も公知のやり方を採用して行うことが可能である。例えば、平均値T をそのまま不要信号とみなし、ディジタル画像信号81から減算してもよいし、また例えば得られた平均値T に固体撮像装置1の使用年数等を考慮した重みを掛けて不要信号を検出し、ディジタル画像信号81から減算してもよく、任意のやり方を採用することが可能である。不要信号が減算された後のディジタル画像信号81は、固定的に発生する縦ムラが解消されたものとなる。信号処理部25は、不要信号を検出後、算出した平均値T を、例えば削除してもよいし、また例えば記憶部29や図示しない内部メモリ等に記憶しておいてもよく、任意に処理することが可能である。
【００４０】
以上のようにして図３に示す例では、複数のフレームを用いて加算平均を行い、得られた平均値から不要信号を検出してディジタル画像信号から減算する。図３に示す例では、同じ場所のオプティカルブラックの信号レベル値を、複数のフレーム分用いて加算平均を行うため、得られた平均値において、ランダムに暗電流が発生する部分による影響は小さくなっている。よって、固定的に暗電流が発生する部分を精度良く示すようになるため、固定的に暗電流が発生する垂直転送路を精度良く特定することが可能になる。また複数のフレーム分のオプティカルブラックを用いるため、１フレームにおけるオプティカルブラックの行数が少ない場合でも、固定的に暗電流が発生する垂直転送路を精度良く特定することが可能になる。
【００４１】
なお加算平均に用いるフレームの数は、多ければ多いほどランダムに暗電流が発生する部分、すなわちランダムノイズの標準偏差を小さくすることが可能になって、固定的に暗電流が発生する部分を精度良く特定することがより可能になるため好ましいが、あまりにもフレームの数が多いと平均化に時間がかかるようになってしまう。よって、例えば本実施例のように撮影モードでの駆動時とその前後の予備的モードでの駆動時というように、一定の期間で得られた複数のフレームにするとよい。また本実施例のように連続した一定期間に得られるフレームを用いた方が、温度やISO感度等が同じになるため好ましい。なお本発明はこれに限定するわけではなく任意のフレームを採用することが可能である。
【００４２】
図６は、本発明による固体撮像装置の別の実施例の構成を表すブロック図である。図６において、図１と同じ参照番号は同様の構成要素を示すため説明を省略する。図６に示す固体撮像装置201では、信号処理部203が加算平均部205、および更新部207を含んでいる。加算平均部203は、図１に示す加算平均部91と同様のものである。更新部207は、加算平均部203が算出した平均値を更新するものであり、本実施例では加算平均部203で平均値が算出されると、この平均値よりも時間的に前に算出された平均値を用いて、今回算出された平均値を更新する。なお平均値は、図２に示すように、有効画素の下に位置するオプティカルブラック101の信号レベル値を垂直方向に加算平均したものである。
【００４３】
より具体的に説明すると、図６に示す例では、記憶部29にそれまで算出された平均値が予め記憶されている。なお本発明はこれに限定するわけではなく、例えば図示しない内部メモリ等に平均値を記憶しておいてもよいし、また例えば更新部207で更新する際に操作部3等から更新に用いる値が入力されるようにしてもよい。また記憶部29にそれまでに算出された平均値を記憶しておくことに限定するわけではなく、設定した値を記憶させておくようにしてもよい。なお本発明はこれに限定するわけではない。
【００４４】
その後、加算平均部205が平均値を算出すると、更新部207によって記憶部29からそれまでに算出された平均値が読み出され、この読み出された平均値と、今回算出された平均値とを用いて更新、例えば本実施例ではさらに平均化される。更新により算出された値は記憶部29に記憶され、加算平均部205で次に平均値が算出された際に用いられる。
【００４５】
図６において、更新部207は信号処理部203に設けられ、加算平均部205が算出した平均値を更新する部分である。本実施例では、図７に示すように、記憶部29にそれまでに算出された平均値が記憶されており、更新部207はこの記憶されている平均値を用いて加算平均部が算出した平均値を更新する。このような更新部207は公知のやり方を採用して形成することが可能であり、また信号処理部203以外の部分に設けることも可能である。
【００４６】
図７は記憶部29に記憶されている、それまでに算出された平均値を概念的に示した図である。図７において、q は正の整数である。本実施例では、予め記憶部29にこれまでに算出された平均値がq 個記憶されている。本実施例では、このq 個の平均値は撮影条件毎、すなわち撮影モードで駆動した際のISO感度や温度毎に分類して記憶されている。例えば、1番目の平均値T1 は、温度がa1 、またISO感度がb1 の撮影モードでの駆動で得られたフレームにおけるオプティカルブラック101の信号レベル値を垂直方向に加算平均したものであって、図４、図５と同様に1行S列の行列である。他の平均値T2、T・・・、Tq も同様に、撮影条件が異なるだけで、オプティカルブラック101の信号レベル値を垂直方向に加算平均したものである。
【００４７】
このように平均値を撮影条件毎に分類して記憶しておくことにより、加算平均部207で平均値が算出された際は、同じ撮影条件の平均値を用いて更新することが可能になるため、撮影条件毎に縦ムラが出やすい場所を特定することが可能になる。なお本発明はこれらに限定するわけではなく、どのように記憶するかは固体撮像装置201に応じて任意に設定することが可能である。例えば時間的に最も新しい平均値を１つのみ記憶しておいてもよい。なお本発明はこれに限定するわけではない。
【００４８】
また図７において、本実施例ではq 個の平均値と共に、各平均値を算出した際のサンプル数が、平均値毎に記憶されている。例えば、1番目の平均値T1 は、r1 個のサンプルを用いて算出された値である。なお他の平均値も同様である。このように平均値を算出した際のサンプルの数を記憶しておくのは、本実施例では、後述するように更新部207で平均値を更新する際に、このサンプルの数を用いるからである。なお本発明は本実施例に限定するわけではなく、記憶部29には、更新に必要なものを記憶させておくことが可能である。
【００４９】
図８は図６に示す固体撮像装置201において、平均値を更新し、更新した平均値を用いて縦ムラを補正する処理手順の一例を示した流れ図である。図８において、ステップS1、ステップS2、およびステップS5は図３に示すステップS1、ステップS2、およびステップS3とそれぞれ同様の処理であるため説明を省略する。図８において、制御部5は、撮影モードで駆動する毎に信号処理部203に縦ムラを検出するよう指示を出す(ステップS1)。また制御部5は、この撮影モードでの駆動時の条件、例えば、温度や感度等を検知し、信号処理部203へと供給する。
【００５０】
このとき温度は、例えば温度センサを、撮像部11や制御部5等に設けて検出してもよいし、また例えばオプティカルブラック101を加算平均することにより検出される暗電流の大きさから逆算して求めてもよいし、さらに例えば表示部27における液晶ディスプレイの透過率を用いて求めるようにしてもよい。なお本発明はこれらに限定するわけではなく、任意のやり方を採用することが可能である。
【００５１】
なお本実施例において、撮影モードで駆動する毎に信号処理部203に縦ムラを検出するよう指示を出しているのは、撮影条件毎に平均値を算出、および更新することによって、縦ムラが出やすい場所を撮影条件毎に特定するためである。なお、本発明はこれに限定するわけではなく、任意のタイミングで出すことが可能である。
【００５２】
制御部5からの指示を受けた信号処理部203は、加算平均部205でオプティカルブラック101の信号レベル値を用いて加算平均を行う(ステップS2)。このとき本実施例では、撮影条件毎に平均値を得るため、加算平均に使用されるフレームには、撮影モードでの駆動により得られたフレームが含まれるようにする必要がある。なお撮影モードでの駆動により得られたフレームが含まれていれば、予備的モードでの駆動により得られたフレームも用いて複数のフレームで平均化するのか、それとも撮影モードでの駆動時に得られたフレームのみで平均化するのかは、任意に選択することが可能である。本実施例では、撮影モードでの駆動により得られた1つのフレームにおけるオプティカルブラックの信号レベル値を平均化する。
【００５３】
加算平均部205で加算平均が行われ平均値が算出されると、算出された平均値は更新部207へ供給される。更新部207では、平均値が供給されると、制御部5から供給された撮影条件を参照してこの撮影条件と同じ条件の平均値、およびその平均値の算出に用いたサンプル数を記憶部29から読み出す(ステップS3)。例えば、今回の撮影条件が、温度a1 、ISO感度b1 であれば、更新部207は、記憶部29から1番目の平均値T1 、および平均値T1 を算出した際に用いたサンプル数、すなわち、r1 を読み出す。
【００５４】
なお同じ撮影条件が存在しない場合は、更新部207に任意の処理を行わせることが可能である。例えば更新部207は今回の平均値の更新を更新せず、記憶部29に新たな条件の平均値として追加するだけにするようにしてもよいし、また例えば近い条件の平均値を読み出すようにしてもよい。さらに例えば温度をa1 以上a11 以下、またISO感度をb1 以上b11 以下というように、記憶部29における撮影条件に幅を持たせて、常に加算平均部205で算出された平均値がいずれかの撮影条件にあてはまるようにしてもよく、任意のやり方を採用することが可能である。なお本発明はこれに限定するわけではない。
【００５５】
このようにして、実質的に同じ撮影条件の平均値T1 を読み出すと、更新部207は、今回算出した平均値、および読み出した平均値T1、およびサンプル数r1 を用いて、数２により新たに平均値を算出する(ステップS4)。なお数２においてTk は加算平均部205で算出された平均値である。なお本発明は本実施例に限定するわけではなく、任意の数式を採用して平均値を更新することが可能である。例えば、ステップS2においてn 個のフレームを用いて平均値を算出した場合は、数２における分母をr1 + n にし、分子を r1×T1 + n×Tk にしてもよい。なお本発明はこれに限定するわけではない。
【００５６】
【数２】
2007243558.tif 000004
【００５７】
更新部207は以上のようにして、記憶部29に保存されていた平均値と、加算平均部203で算出された平均値とを用いて、撮影条件毎に新たな平均値を算出する。算出された平均値は、記憶部29に記憶される。具体的には、図７において、平均値T1 が削除されて、数２により算出された値が、撮影条件a1、b1 の平均値として新たに記憶される。また、サンプル数は、r1 + 1となる。その後、同じ撮影条件での平均値が算出された際には、この新たに記憶された値を用いて更新が行われる。
【００５８】
更新部207における更新後、信号処理部203は、更新部207で算出された平均値を用いて不要信号を検出し、ディジタル画像信号81から減算する(ステップS5)。結局、図８に示す例では、更新部207で平均値を、これまで求められた平均値を用いてさらに平均化し、この平均化により得られた値を用いて不要信号を検出、および減算するだけであって、他の部分は図３に示す処理と同様である。
【００５９】
更新部207で算出される平均値は、同じ場所のオプティカルブラックの信号レベル値が更新された回数分平均化された値であるため、例えば加算平均部205において加算平均を行う際に使用するフレームの数が本実施例のように1つであっても、ランダムに暗電流が発生する部分による影響を小さくすることが可能である。よって、固定的に暗電流が発生する部分を精度良く示すようになるため、固定的に暗電流が発生する垂直転送路を精度良く特定することが可能になって、固定的に発生する縦ムラを精度良く解消することが可能になる。とくに本実施例のように撮影条件毎に平均値を分類し、更新することによって、撮影条件に応じてどの垂直転送路において固定的に縦ムラが発生しているのかを精度良く把握することが可能になるため好ましいが、本発明はこれに限定するわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による固体撮像装置の実施例の構成を表すブロック図である。
【図２】撮像面を概念的に示した図である。
【図３】図１に示す固体撮像装置において、縦ムラが発生する位置を検出し、その位置の縦ムラを補正する処理手順の一例を示した流れ図である。
【図４】図１に示す信号処理部で行われる加算平均処理を概念的に示した図である。
【図５】図１に示す信号処理部で行われる別の加算平均処理を概念的に示した図である。
【図６】本発明による固体撮像装置の別の実施例の構成を表すブロック図である。
【図７】図６に示す記憶部に記憶されている平均値を概念的に示した図である。
【図８】図６に示す固体撮像装置において、平均値を更新し、更新した平均値を用いて縦ムラを補正する処理手順の一例を示した流れ図である。
【符号の説明】
【００６１】
1  固体撮像装置
3  操作部
5  制御部
7  タイミング発生部
9  撮像駆動部
【図１】
2007243558.tif 000005
【図２】
2007243558.tif 000006
【図３】
2007243558.tif 000007
【図４】
2007243558.tif 000008
【図５】
2007243558.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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